基因組學(xué)的特點(diǎn)范文

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篇1

[關(guān)鍵詞]青年;缺血;腦卒中;影像;特點(diǎn);病因

[中圖分類號]R445

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[文章編號]1006-1959(2009)12-0213-01

青年腦卒中是年齡在45歲以下的成人所發(fā)生的腦卒中[1]。本文收集了我院神經(jīng)內(nèi)科1999年10月～2007年3月住院的青年缺血性腦卒中病人139例病例資料。就其影像學(xué)特點(diǎn)及其病因做一回顧性分析,現(xiàn)報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 臨床資料:收集1999年10月～2007年3月青年缺血性腦卒中139例,占同期神經(jīng)內(nèi)科住院腦卒中患者的4.87%(139/2856),其中男性88例,女性51例,男女之比1.73:1。年齡15-45歲,平均(37.49±5.59)歲。

1.2 分析方法:所有病例的診斷均符合1995年第四屆腦血管病學(xué)術(shù)會(huì)議制訂的診斷標(biāo)準(zhǔn)[2],且經(jīng)過頭顱CT和/或MRI證實(shí)為缺血性腦卒中。其中有8例行腦血管造影檢查,所有病例均行超聲心動(dòng)圖及頸動(dòng)脈、椎動(dòng)脈超聲多普勒檢查。

2 結(jié)果

2.1 出血性腦卒中的類別及性別分布:青年缺血性腦卒中占全部腦卒中的4.87%(139/2856),占青年腦卒中的53.05%(139/262)。男性88例,占63.31%;女性51例,占36.69%。腦血栓形成107例(男64例,女43例),占76.98%;腦栓塞32例(男22例,女10例),占23.02%。

2.2 CT或MRI結(jié)果:本組病例顯示腦梗塞(病灶長徑>1.5cm)78例,腔隙性腦梗塞61例;基底節(jié)區(qū)86例,大腦半球34例,腦干14例,小腦17例,其中多發(fā)56例。

2.3 超聲心動(dòng)圖及頸動(dòng)脈、椎動(dòng)脈超聲多普勒結(jié)果:超聲心動(dòng)圖發(fā)現(xiàn)二尖瓣狹窄14例,心臟粘液瘤7例,房間隔缺損3例,肺動(dòng)脈畸形2例,二尖瓣脫垂1例,卵圓孔未閉1例,均見大小不等栓子形成。超聲多普勒見頸動(dòng)脈或椎-基底動(dòng)脈系統(tǒng)動(dòng)脈硬化74例,并以動(dòng)脈分叉處多見。

2.4 腦血管造影結(jié)果:8例行DSA檢查,發(fā)現(xiàn)煙霧病3例,大腦中動(dòng)脈狹窄2例,大腦前動(dòng)脈狹窄1例,其余2例未見異常。

2.5 病因分析:139例青年缺血性腦卒中最主要的病因是動(dòng)脈粥樣硬化(74例,53.24%),其次是心源性栓塞(28例,20.14%),其他病因還有腦血管炎8例(5.75%),煙霧病、偏頭痛性腦梗塞,真性紅細(xì)胞性增多癥各3例(2.16%),而34例(24.16%)的患者病因不清。

3 討論

青年缺血性腦卒中的影像學(xué)特點(diǎn)比較鮮明,通過CT或MRI完全可以確診;其病因較復(fù)雜,但通過體格檢查、臨床病史、以及血管造影等輔助檢查多數(shù)患者可以找到病因,本資料共105例患者可以找到病因,分述如下:

3.1 動(dòng)脈粥樣硬化:本資料顯示動(dòng)脈粥樣硬化是青年人缺血性腦卒中最多見的病因之一。動(dòng)脈粥樣硬化見于頸內(nèi)動(dòng)脈和椎-基底動(dòng)脈系統(tǒng)任何部位,動(dòng)脈分叉處多見,顱外大動(dòng)脈斑塊脫落引起腦栓塞,腦動(dòng)脈粥樣硬化斑塊處常繼發(fā)血栓形成而使管腔阻塞,引起腦梗死。

動(dòng)脈粥樣硬化形成的危險(xiǎn)因素有很多[3],本組病例中高血壓病61例(43.88%),是最主要的危險(xiǎn)因素。高血壓病其主要病理變化是小動(dòng)脈內(nèi)膜透明變性、纖維素樣壞死、脂質(zhì)沉積導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化。同時(shí)高血壓又可加速動(dòng)脈硬化的發(fā)展,導(dǎo)致血管壁的增厚、管腔狹窄,血液中的有形成分附著于血管病變處形成附壁血栓導(dǎo)致腦梗塞。高血壓病又是腦卒中的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。長期高血壓引起腦深部白質(zhì)及腦干穿通動(dòng)脈壁脂質(zhì)透明變性和閉塞,導(dǎo)致缺血性微梗死,缺血、壞死和液化腦組織由吞噬細(xì)胞移走形成腔隙,導(dǎo)致多發(fā)性腔隙性腦梗死。還有高脂血癥,可增加血粘度。本組病例中高脂血癥57例(41%),也是非常重要的危險(xiǎn)因素。目前公認(rèn)低密度脂蛋白膽固醇是導(dǎo)致動(dòng)脈硬化的危險(xiǎn)因素,其水平越高,動(dòng)脈粥樣硬化危險(xiǎn)性越大。甘油三脂能加速動(dòng)脈粥樣硬化和血栓形成的進(jìn)程,高水平膽固醇能導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化。其它還包括糖尿病、冠心病、吸煙或/和飲酒等都是動(dòng)脈粥樣硬化形成的危險(xiǎn)因素。

3.2 心源性腦栓塞:本資料所示心源性腦栓塞28例,是青年缺血性腦卒中的主要病因。心源性腦栓塞是心源性栓子隨血流進(jìn)入顱內(nèi)動(dòng)脈使血管腔急性閉塞,引起相應(yīng)供血區(qū)腦組織缺血壞死及腦功能障礙,常見于頸內(nèi)動(dòng)脈系統(tǒng),大腦中動(dòng)脈尤為多見。臨床特點(diǎn)是多在活動(dòng)中急驟發(fā)病,無前驅(qū)癥狀,局灶性神經(jīng)體征在數(shù)秒至數(shù)分鐘達(dá)到高峰,多表現(xiàn)為完全性卒中,早期可出現(xiàn)意識障礙且易復(fù)發(fā)。心源性腦栓塞的最常見原因是風(fēng)心病,其次是心臟粘液瘤等。超聲心動(dòng)圖是診斷栓子來源的最主要工具。

3.3 煙霧病(MoyaMoya病):本組資料發(fā)現(xiàn)煙霧病患者3例。煙霧病,是頸內(nèi)動(dòng)脈虹吸部及大腦前動(dòng)脈、大腦中動(dòng)脈起始部進(jìn)行性狹窄或閉塞,顱底軟腦膜動(dòng)脈、穿通動(dòng)脈形成細(xì)小密集吻合血管網(wǎng)的特征性異常腦血管疾病。其臨床表現(xiàn)在兒童患者多為缺血型,這是因?yàn)槟X底動(dòng)脈主干管腔狹窄或閉塞早期側(cè)支循環(huán)尚未完全建立。

篇2

【關(guān)鍵詞】 全基因組擴(kuò)增;多重置換擴(kuò)增;腫瘤

1 多重置換擴(kuò)增原理及特點(diǎn)

多重置換擴(kuò)增已被證明既可應(yīng)用于環(huán)狀DNA模板擴(kuò)增[4]也可被用于線性DNA模板[1]。多重轉(zhuǎn)換擴(kuò)增是一種非PCR,等溫不需要經(jīng)過熱循環(huán)的基因擴(kuò)增技術(shù)。使用獨(dú)特的Phi 29 DNA聚合酶,對于模板有很強(qiáng)的模板結(jié)合能力,能連續(xù)擴(kuò)增100 kb的DNA模板而不從模板上解離,平均片段長度>10 kb[2]。

多重置換擴(kuò)增具有能直接分離樣本和純化樣本均適用[3]、產(chǎn)量高且有長度保證[4]和無位點(diǎn)擴(kuò)增誤差等特點(diǎn)[5],保證了擴(kuò)增產(chǎn)物的質(zhì)量。

2 多重置換擴(kuò)增應(yīng)用于腫瘤研究及臨床應(yīng)用

多重置換擴(kuò)增最先被應(yīng)用于人類全基因組擴(kuò)增[6],此后被更多地應(yīng)用于真核細(xì)胞的研究,包括基因組測序和人類及靈長類的基因分型[7]、法醫(yī)學(xué)中對低拷貝數(shù)DNA檢驗(yàn)和混合斑中DNA擴(kuò)增進(jìn)行STR分型[8]等。以下將對多重置換擴(kuò)增的腫瘤研究及臨床的最新應(yīng)用進(jìn)展作詳細(xì)說明。

2.1 腫瘤基因組學(xué)研究 MDA對于基因組或基因片段的均衡高效擴(kuò)增用于癌癥基因組學(xué)研究非常合適。因?yàn)闉榭朔┌Y細(xì)胞異質(zhì)性,使實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠,常利用顯微切割技術(shù)特異地選擇靶細(xì)胞,所以獲得的細(xì)胞數(shù)量有限。利用MDA對其進(jìn)行擴(kuò)增,即可得到足量DNA產(chǎn)物,從而滿足基因組學(xué)高能量分析折需要。目前應(yīng)用激光捕獲顯微切割(laser capture Microdissection,LCM)、MDA和微陣列比較基因組雜交(array-comparative genomic hybridization,aCGH)三項(xiàng)技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用于癌癥基因組學(xué)的研究。如研究前列腺癌的染色體變化,致力于發(fā)現(xiàn)早期前列腺癌[10];家族性胰腺癌及其癌前病變的全基因組等位基因的測定[11];國內(nèi)亦有對于胃癌[12]、賁門癌[13]的雜合性丟失(1oss of heterozygosity,LOH)和抑癌基因的研究。

2.2 腫瘤流行病學(xué)研究 多重置換擴(kuò)增可直接從全血、口腔細(xì)胞、組織培養(yǎng)細(xì)胞、血沉棕黃層細(xì)胞均勻地?cái)U(kuò)增人類基因組[3],因此可利用簡單的樣本進(jìn)行大規(guī)模的腫瘤流行病學(xué)研究,對于明確腫瘤分型、人群發(fā)病情況等流行學(xué)特征有意義。如擴(kuò)增口腔試子細(xì)胞DNA研究用于種群的乳腺癌基因分型[14]。

2.3 腫瘤的臨床診斷應(yīng)用 腫瘤基因組學(xué)中的LOH和微衛(wèi)生不穩(wěn)定性(microsatellite instability ,MSI)已經(jīng)在多種惡性腫瘤中得到證實(shí),如非小細(xì)胞肺癌、腎細(xì)胞癌、膀胱癌、乳腺癌、結(jié)腸癌、惡性黑色素瘤及口腔癌等[9]。目前,分析腫瘤細(xì)胞染色體上的LOH情況,已成為檢測抑癌基因失活和定位新的抑癌基因的重要手段之一。由此可成為特異的腫瘤基因標(biāo)志,進(jìn)而設(shè)計(jì)出相應(yīng)的臨床診斷實(shí)驗(yàn)。

如擴(kuò)增分析血清中DNA通過多位點(diǎn)雜合丟失診斷頭頸部腫瘤[9];早期前列腺癌的診斷研究[10];對家族性胰腺癌及其癌前病變的診斷及預(yù)后研究[11];對臨床樣本線的粒體DNA進(jìn)行擴(kuò)增通過點(diǎn)突變進(jìn)行癌癥的診斷[15]。

3 結(jié)論和展望

綜上所述,多重置換擴(kuò)增作為一種高效、完整、均衡的全基因組擴(kuò)增技術(shù),其在腫瘤學(xué)研究和臨床的應(yīng)用潛力已被人們發(fā)覺。而MDA本身也一直進(jìn)行技術(shù)改進(jìn),如選擇MDA和填充片段MDA。通過與其他技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用,可以獲得更優(yōu)質(zhì)的樣本,從而提升腫瘤基因?qū)W的研究水平。同時(shí),MDA為腫瘤的初篩實(shí)驗(yàn)和早期確診實(shí)驗(yàn)提供了新希望,提高患者的生存率和生活質(zhì)量。但目前利用MDA的臨床診斷實(shí)驗(yàn)尚不多見,還有待于進(jìn)一步研究。

參 考 文 獻(xiàn)

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篇3

關(guān)鍵詞 藥物；微生物；放線菌；基因組學(xué)；研究；研發(fā)

中圖分類號 Q939.93 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2014）21-0284-02

在臨床藥物學(xué)研發(fā)中，針對中藥、化學(xué)藥物及生物技術(shù)藥物研究較多，而微生物藥物方面的研究并不多。隨著微生物次級代謝產(chǎn)物研究的增多，有關(guān)微生物新藥的開發(fā)也越來越多，而且微生物藥物還具有條件溫和、易工業(yè)化生產(chǎn)及污染小等優(yōu)點(diǎn)，加強(qiáng)微生物類藥物研究和開發(fā)具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 微生物藥物的發(fā)展歷程

人類認(rèn)識微生物的歷史悠久，但研究微生物藥物的歷史并不長，尤其是對微生物次生代謝產(chǎn)物方面的藥物研究歷史更短，至今不過70年。微生物藥物中的青霉素是由英國的細(xì)菌學(xué)家在1929年發(fā)現(xiàn)的，20世紀(jì)40年代初學(xué)者Chain與Florey將青霉素應(yīng)用到了臨床治療中。隨后，從微生物次生代謝產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)了慶大霉素、紅霉素、螺旋霉素及林可霉素等藥物。隨著醫(yī)藥學(xué)的發(fā)展，人們對疾病分子基礎(chǔ)與藥物作用機(jī)制越來越了解，還能在體外構(gòu)建各類藥物篩選的模型，極大地提升了微生物藥物研制。微生物所篩選的生理活性物質(zhì)中，除了抗生素外，在抗腫瘤用藥、免疫抑制劑及酶抑制劑等領(lǐng)域也具有很大的藥物開發(fā)價(jià)值。在近70年的微生物藥物研究中，科學(xué)家從土壤、動(dòng)物、植物、海洋中獲取微生物，還有些微生物來自高寒、高溫及高壓等極端環(huán)境，而人類對微生物的了解仍然較少，還不到3%，在微生物代謝的產(chǎn)物當(dāng)中，還存在著大量待開發(fā)的藥物，需要人們進(jìn)一步研究與開發(fā)。

2 微生物藥物的特點(diǎn)

微生物藥物是指微生物在生命活動(dòng)過程中，產(chǎn)生的具有生理活性的次生代謝產(chǎn)物及其衍生物。近些年，隨著其微生物次生代謝產(chǎn)物生理活性的研究，微生物中靶位確切的多糖及蛋白分子等活性物質(zhì)被發(fā)現(xiàn)[1-2]。次級代謝產(chǎn)物難以用化學(xué)法進(jìn)行合成，即使能合成也無法有效實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)，若把小分子的物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)修飾之后，可獲得含有使用價(jià)值更高的微生物藥物。與化學(xué)藥物相比，微生物藥物具有以下特點(diǎn)：一是微生物的生長周期較短，易選育菌種，易控制，可經(jīng)大規(guī)模發(fā)酵進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)；二是微生物的來源非常豐富，篩選時(shí)不用特別考慮先導(dǎo)化合物，篩選幾率也比較大；三是通過微生物藥物合成改造，微生物藥物生產(chǎn)能力得到很大提升，便于新微生物藥物合成。微生物多樣性使得臨床醫(yī)藥的應(yīng)用前景更為廣闊。

3 微生物藥物資源的研究

3.1 海洋微生物藥物

在整個(gè)地球，面積最大的是海洋，海洋具有高壓、高鹽、高溫及無陽光等自然特點(diǎn)。海洋中的微生物具有較特殊的遺傳背景與代謝方式，可能產(chǎn)生功能及結(jié)構(gòu)特殊的活性物質(zhì)[3]。研究表明，海洋微生物中，近27%可產(chǎn)生抗菌類的活性物質(zhì)，其分離出的代謝產(chǎn)物大多數(shù)含有生物活性。例如，Koyama等學(xué)者從海洋真菌中獲得了新二萜藥物。當(dāng)前，從海洋微生物代謝產(chǎn)物當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)了很多結(jié)構(gòu)特殊、新穎的活性物質(zhì)，這些活性物質(zhì)在陸地微生物中未發(fā)現(xiàn)過，因此海洋微生物藥物是非常具有開發(fā)潛能的天然藥物。

3.2 稀有放線菌微生物藥物

多數(shù)活性物質(zhì)源于普通的放線菌，但從普通放線菌當(dāng)中獲取新的活性物質(zhì)幾率下降，研究范圍逐步拓展至稀有放線菌中。自20世紀(jì)50年代開始，有些稀有放線菌的代謝產(chǎn)物已應(yīng)用到臨床中，例如，慶大霉素、紅霉素與安莎類等物質(zhì)。目前，人類認(rèn)知的放線菌種類不到實(shí)際種類的10%，放線菌微生物藥物的研發(fā)還具有很大發(fā)展空間。

3.3 極端環(huán)境下的微生物藥物

在高溫、高酸、高鹽及嚴(yán)寒等極端環(huán)境下，長期生長的微生物，其生理機(jī)制及基因類型均較為獨(dú)特，代謝產(chǎn)物也比較特殊。現(xiàn)代所知的微生物藥物資源種類占實(shí)際種類資源不到10%，而極端環(huán)境下的微生物更少，在極端環(huán)境中，更能發(fā)現(xiàn)未知的微生物藥物資源。如近些年云南大學(xué)對青海及新疆等地區(qū)中極端環(huán)境下的微生物進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并獲得了很多未知微生物，有效推進(jìn)了微生物藥物的研究和開發(fā)。

4 基因組學(xué)研究下的微生物藥物開發(fā)

隨著人類和微生物基因組學(xué)的深入研究，近5 000種蛋白或功能基因被認(rèn)成潛在藥物的靶標(biāo)，這給微生物藥物篩選及發(fā)現(xiàn)打下了基礎(chǔ)，其藥物靶標(biāo)和基因組學(xué)研究發(fā)展緊密相關(guān)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)可知，在2009年之前，整個(gè)世界有2 500余種病毒，其中，完成基因測序的真菌有100余種，細(xì)菌約600種。隨著微生物基因組學(xué)計(jì)劃和蛋白基因組學(xué)研究的不斷深入，建起了相應(yīng)的蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫，對一些重大疾病的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)測定，剖析了蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)，并發(fā)現(xiàn)了一些具有藥物作用的靶標(biāo)[1]。從病原微生物看，功能性基因組的研究為致病基因及必需基因的確定奠定了基礎(chǔ)，尤其是一般性病毒，整個(gè)基因組能編碼約10個(gè)蛋白基因，而功能蛋白中4～6個(gè)是藥物靶標(biāo)。從細(xì)菌方面看，細(xì)菌基因組要比病毒基因多，細(xì)菌基因組多在4 Mbp左右，編碼蛋白基因約數(shù)千個(gè)，獨(dú)特必需基因有數(shù)百個(gè)，為潛在藥物的靶標(biāo)奠定了基礎(chǔ)，對于真菌來說，有些致病真菌基因組已完全測序出來，因此具有真菌生長的基因?yàn)槿祟惙峭椿蝾A(yù)測提供了可能性，如假絲酵母基因組的序列當(dāng)中，就發(fā)現(xiàn)了200余個(gè)基因，但人的基因組當(dāng)中有些沒有同源性，運(yùn)用其潛在靶標(biāo)可尋找到藥物的靶點(diǎn)[4-5]。

5 我國微生物藥物研發(fā)思考與展望

隨著我國生命科技不斷發(fā)展，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)ξ⑸镔Y源越來越重視，微生物藥物研發(fā)不斷增多，其藥物靶點(diǎn)不斷被發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)代化學(xué)實(shí)體當(dāng)中，超過10%為微生物藥物，并且屬于新衍生物研發(fā)。我國微生物資源非常豐富，但對微生物認(rèn)識有限，尤其是海洋、植物及極端環(huán)境下的微生物研究較少，運(yùn)用基因組學(xué)技術(shù)獲取微生物衍生物中的藥物，這已成為微生物新藥獲得的重要方式[6-8]。與發(fā)達(dá)國家比較，我國在微生物藥物方面的研究比較欠缺，政府部門也應(yīng)給予重視與支持，加強(qiáng)我國微生物藥物方面的研究與開發(fā)，為人類的生命安全做出貢獻(xiàn)。

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篇4

個(gè)體化治療是目前國外推行的“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”中的一項(xiàng)主要內(nèi)容。在個(gè)體化治療中除了個(gè)體化用藥和個(gè)體化監(jiān)護(hù)等之外，還應(yīng)包括個(gè)體化營養(yǎng)（或稱個(gè)體化食療）。

按照個(gè)人的基因選吃食物，就是根據(jù)營養(yǎng)基因組學(xué)的理論確定個(gè)人的飲食，也就是說，根據(jù)每個(gè)人的基因特點(diǎn)制定自己的食譜，即“看基因，定食譜”。飲食和各種食品成分是影響基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組和代謝組的主要環(huán)境因素，由于它們之間所進(jìn)行的、與人相伴終身的反應(yīng)，決定著每個(gè)人的健康或疾病的情況。因此，根據(jù)“營養(yǎng)基因組學(xué)”的研究結(jié)果，量身定制食譜，使飲食適合自己的基因，做到“個(gè)體化營養(yǎng)”，才能增進(jìn)健康，有利于對疾病的個(gè)體化治療。

營養(yǎng)基因組學(xué)家指出，各國推薦的飲食金字塔因不能確切地針對每個(gè)人的營養(yǎng)需要，所以，不是最好的飲食方案。由于營養(yǎng)基因組學(xué)是針對每個(gè)人的不同基因圖譜，故使人在許多方面都會(huì)有潛在的獲益。如果人們在幼兒時(shí)期就進(jìn)行基因檢測，量身定制一套“聰明營養(yǎng)”的飲食方案，將會(huì)確保終身健康。

為了能更好地進(jìn)行個(gè)體化營養(yǎng)，食品商家已在研究為不同基因型的人量身訂做食品，消費(fèi)者可以根據(jù)個(gè)人的基因型來選擇食品，例如，在挑選早餐粟米片時(shí)，消費(fèi)者可以根據(jù)其疾病基因，選擇一種能夠減低心臟病風(fēng)險(xiǎn)的粟米片。按照基因選吃食物，就能夠真正做到個(gè)體化的飲食治療，使人們的健康構(gòu)筑在營養(yǎng)和基因的相互作用之上。

個(gè)體按體質(zhì)選吃食物就是根據(jù)自己的體質(zhì)類型選吃食物和選用食療，這又稱為“體質(zhì)營養(yǎng)”。食物分為平性、溫?zé)岷秃疀鍪澄?，平性食物主要有百合、白果、蓮子、花生、李子、葡萄、黑白木耳、黑芝麻、土豆、無花果、榛子、黑豆、赤小豆、黃豆、豇豆、扁豆、洋蔥、圓白菜、胡蘿卜、香椿、白菜、青蒿、大頭菜、黃花菜、黃魚、海蜇、鯉魚、豬蹄、豬肉、牛肉、甲魚、鵝肉、雞蛋、鵪鶉、鴿蛋、鵪鶉蛋、蜂蜜、牛奶等。溫?zé)嵝允澄镏械睦苯?、芥子、花椒、鱒魚、胡椒等為熱性；荔枝、龍眼、石榴、櫻桃、杏、栗子、胡桃仁、大棗、柿子、大蒜、生蔥、向日葵、山藥、南瓜、姜、小茴香、韭菜、鱔魚、鰱魚、蝦、海參、羊肉、雞肉、鹿肉等為溫性食物。寒涼性食物主要有甜瓜、西瓜、香蕉、芒果、甘蔗、蘋果、枇杷、荸薺、梨、梅子、菱角、番茄、木瓜、黃瓜、桑葚、冬瓜、苦瓜、白蘿卜、絲瓜、茭白、蓮藕、竹筍、蕨菜、慈姑、馬齒莧、苦菜、芋頭、淡豆豉、芹菜、海藻、紫菜、海帶、螃蟹等。一般來說，熱性體質(zhì)的人宜吃寒涼食物；寒性體質(zhì)的人則宜吃溫?zé)嵝允澄铩Ｆ叫允澄锱c其他 食物搭配時(shí)，會(huì)隨著其他食物的性能而有所偏移，故要因人、因時(shí)、因地制宜地辨證選用。

篇5

關(guān)鍵詞：高通量測序；農(nóng)業(yè)生物技術(shù)；全基因組測序；重測序

中圖分類號：Q503文獻(xiàn)標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2013）01-0137-04

雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)、遺傳密碼的破解、第一個(gè)完整基因組圖譜的繪制完成[1]讓科學(xué)家越來越認(rèn)識到測序在生物學(xué)研究中的重要作用。作為最重要的分子生物學(xué)分析方法之一，DNA測序不僅為遺傳信息的揭示和基因表達(dá)調(diào)控等基礎(chǔ)生物學(xué)研究提供重要數(shù)據(jù)，而且在基因診斷和基因治療等應(yīng)用研究中也發(fā)揮著重要的作用。

1977年Sanger等發(fā)表了利用末端終止反應(yīng)的DNA測序方法，使得大規(guī)模、自動(dòng)化的DNA測序成為可能，并成功地測定了包括人類基因組、水稻基因組等在內(nèi)的若干生物的基因組序列[2]。隨著科學(xué)的發(fā)展，傳統(tǒng)的Sanger測序技術(shù)由于成本過高、通量較低、耗時(shí)耗力等缺點(diǎn)，較大地限制了DNA測序的應(yīng)用。自2005年以來，以羅氏公司的454技術(shù)、Illumina公司的Solexa技術(shù)和ABI公司的SOLID技術(shù)為標(biāo)志的高通量技術(shù)相繼誕生。高通量測序技術(shù)堪稱測序技術(shù)發(fā)展歷程的一個(gè)里程碑，該技術(shù)使得獲得核苷酸序列數(shù)據(jù)的單堿基測序費(fèi)用相對于Sanger測序急劇下降，可以對數(shù)百萬個(gè)DNA分子同時(shí)測序，這使得對同一物種的轉(zhuǎn)錄組和基因組進(jìn)行細(xì)致全貌的分析成為可能，隨之也給基因組學(xué)研究帶來了更多的新方法和新方案。目前，高通量測序技術(shù)已廣泛應(yīng)用于動(dòng)植物全基因組測序、基因組重測序、轉(zhuǎn)錄組測序、小RNAs測序和表觀基因組測序等方面。本文對高通量測序技術(shù)在農(nóng)業(yè)研究中的一些具體應(yīng)用進(jìn)行了綜述。

1全基因組重測序

全基因組重測序是對已知基因組序列的物種進(jìn)行不同個(gè)體的基因組測序，并在此基礎(chǔ)上對個(gè)體或群體進(jìn)行差異性分析。全基因組重測序的個(gè)體，通過序列比對，可以找到大量的單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)（SNP）、插入缺失位點(diǎn)（InDel，Insertion/Deletion）、結(jié)構(gòu)變異位點(diǎn)（SV，Structure Variation），通過生物信息學(xué)手段，分析不同個(gè)體基因組間的結(jié)構(gòu)差異，同時(shí)完成注釋。隨著測序成本的降低及可擁有參考基因組序列物種的增多，基因組重測序已經(jīng)成為動(dòng)植物育種研究中迅速有效的方法之一，在全基因組水平上進(jìn)行掃描并檢測與重要性狀相關(guān)的位點(diǎn)，對育種研究具有重大的科研與產(chǎn)業(yè)價(jià)值。

11利用重測序進(jìn)行進(jìn)化分析及SNP篩選

Lai 等（2010）[3]對6個(gè)玉米（Zea mays）骨干自交系進(jìn)行了全基因組重測序，共發(fā)現(xiàn)1 273 124個(gè)單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)（SNPs）， 得到30 178個(gè)1～6 bp的插入缺失位點(diǎn)（InDels），新發(fā)現(xiàn)的這些SNPs和InDels提供了1個(gè)高密度的全基因組標(biāo)記信息，同時(shí)也鑒定出數(shù)百個(gè)基因獲得與丟失變異（Presence/Absence Variations， PAVs）。Jiao等（2012）[4]利用高通量測序技術(shù)對來自不同區(qū)域以及不同年代的278份玉米自交系基因組進(jìn)行了系統(tǒng)分析，闡述了現(xiàn)代玉米育種過程中發(fā)生的基因組遺傳變化規(guī)律，平均每個(gè)品系得到了2倍的數(shù)據(jù)，獲得了13萬億個(gè)堿基對和27 818 705個(gè)單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)的信息量。Huang等（2010）[5]利用高通量測序技術(shù)結(jié)合自主研發(fā)的基因型分析方法，對517份水稻地方品種資源進(jìn)行了約1倍深度的測序，獲得了270 Gb數(shù)據(jù)，構(gòu)建了高密度的水稻單體型圖譜（HapMap），鑒定了大約360萬個(gè)SNP位點(diǎn)。并利用373個(gè)秈稻品種對水稻株型、產(chǎn)量、籽粒品質(zhì)和生理特征等14個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析研究，通過連鎖分析鑒定的位點(diǎn)可解釋約36%的表型變異。Zheng等（2011）[6]對3個(gè)高粱（Sorghum bicolor）品系進(jìn)行了全基因組重測序， 每株測序深度為12倍， 以已測的美國籽實(shí)高粱基因組序列為參考進(jìn)行信息分析，發(fā)掘出1 057 018個(gè)SNPs、 99 948個(gè)1～10 bp長的InDels、 16 487個(gè)PAVs 和17 111 個(gè)拷貝數(shù)變異。同時(shí)， 在甜高粱和籽實(shí)高粱序列中鑒定出近1 500個(gè)序列結(jié)構(gòu)差異基因，這些基因參與糖與淀粉代謝、木質(zhì)素和香豆素合成、核酸代謝、脅迫應(yīng)答和DNA 修復(fù)等生物學(xué)過程。

12利用重測序技術(shù)鑒定突變體突變基因

正向遺傳突變與適應(yīng)性進(jìn)化是創(chuàng)造出帶有希望性狀的新變異有機(jī)體的有力工具和途徑，高通量技術(shù)的出現(xiàn)，使突變體在親本株系擁有參考基因組的情況下，可以快速準(zhǔn)確地獲得這個(gè)突變體的基因組信息，快速完成對突變位點(diǎn)的定位和鑒定。

Ashelford 等（2011）[7]對一個(gè)擬南芥突變體ebi-1的回交系進(jìn)行基因組重測序， 隨后又通過對突變體的表達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)查使得候選SNPs數(shù)目得以有效縮小，最終成功鑒定出1個(gè)在AtNFXL-2基因中引起ebi-1突變表型的SNPs 位點(diǎn)。該研究證實(shí)利用回交系材料可以降低遺傳背景噪音， 對其進(jìn)行測序分析可有效減少候選SNPs 數(shù)目，利用二代測序技術(shù)直接對突變體和野生型測序成為鑒定突變體突變位點(diǎn)的直接有效的策略。主要的農(nóng)藝性狀是由多基因控制的，單個(gè)基因僅引起較小的表型效應(yīng)，故而對其鑒定和克隆非常困難。Abe等（2012）[8]利用基因組重測序技術(shù)分析一個(gè)日本骨干水稻栽培品種Hitomebore的7個(gè)突變體，鑒定出來包含了淡綠色葉片及半矮生突變表型相關(guān)突變位點(diǎn)的唯一基因組區(qū)域，該突變位點(diǎn)平均初定位區(qū)域?yàn)?1 Mb。結(jié)果顯示，這種基于對一個(gè)分離群體中呈現(xiàn)有用表型植株的DNA混合后而進(jìn)行的全基因組測序可以加速水稻及其他作物的遺傳改良。

2全基因組de novo測序

全基因組de novo測序也稱為從頭測序，是直接對某個(gè)物種進(jìn)行基因組全測序，然后利用生物信息學(xué)方法對序列進(jìn)行拼接和組裝，得到完整的物種基因組序列?；蚪M測序?qū)ρ芯课锓N的基因組和功能基因信息、闡明物種的進(jìn)化及其生長發(fā)育具有重要的意義。植物基因組通常較大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，利用Sanger測序來測定全基因組序列花費(fèi)巨大且費(fèi)時(shí)費(fèi)力，大大地限制了基因組信息在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用效率，而高通量測序以成本低、通量高、快速等特點(diǎn)使物種全基因組測序成為可能。Huang等（2009）[9]完成的黃瓜（Cucumis sativusL）全基因組測序是世界上第一個(gè)完成全基因組測序的蔬菜作物，該工作的完成對黃瓜及其他近緣物種的遺傳改良、基礎(chǔ)生物學(xué)研究等具有重要的意義。 研究人員利用高通量測序技術(shù)結(jié)合Sanger方法對黃瓜進(jìn)行了約72倍深度的測序，經(jīng)過拼接與組裝后獲得了2435 Mb的序列，大概覆蓋了黃瓜基因組728%的區(qū)域。熊貓（Ailuropoda melanoleuca）是第一次完全采用高通量測序技術(shù)完成基因組全測序的大型物種。蘋果（Malus domestica Borkh）、金小蜂（Nasonia vitripennis， N giraulti和 N Longicornis）等多個(gè)物種的全基因組測序都是采用了新一代的測序技術(shù)。隨著新一代測序技術(shù)的飛速發(fā)展，基因組測序所需的成本較傳統(tǒng)技術(shù)大大降低，時(shí)間周期也大大縮短，大規(guī)模地物種全基因組de novo測序漸入佳境， 基因組學(xué)研究也迎來新的發(fā)展契機(jī)和革命性突破。

3轉(zhuǎn)錄組測序研究

轉(zhuǎn)錄組是指特定組織或細(xì)胞在某一功能狀態(tài)下轉(zhuǎn)錄出來的所有RNA的總和，包括mRNA和非編碼RNA。轉(zhuǎn)錄組測序是指通過新一代高通量測序技術(shù)對cDNA測序，利用統(tǒng)計(jì)相關(guān)reads數(shù)計(jì)算出不同mRNA的表達(dá)量，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄水平的SNP、新的mRNA等，該技術(shù)可以從表達(dá)水平、等位基因特異性表達(dá)、RNA編輯、含有重要信息的融合基因轉(zhuǎn)錄子、差異剪接等方面展開相關(guān)研究。Zhang等（2010）[10]用8種不同水稻（Oryza sativa L）樣品的不同組織于不同時(shí)期混合建庫，通過轉(zhuǎn)錄組技術(shù)分析了栽培稻的第1張轉(zhuǎn)錄組圖譜，結(jié)果在水稻8種組織樣品中檢測到大約27 000個(gè)基因的表達(dá)和38 000個(gè)轉(zhuǎn)錄單元，證實(shí)了約9 000個(gè)基因發(fā)生可變剪接，同時(shí)鑒定出了234個(gè)由反式剪接產(chǎn)生的轉(zhuǎn)錄融合基因，表明融合基因比預(yù)期的更為普遍。Wu等（2010）[11]利用采集的接種霜霉病后4～8 d葡萄葉片混合樣，通過Solexa技術(shù)測序獲得了15 249個(gè)候選差異表達(dá)基因。這些研究結(jié)果表明，基于高通量測序的de novo轉(zhuǎn)錄組分析可在非模式動(dòng)植物物種， 特別是在基因組大且復(fù)雜的物種中，可有效地用于新基因的發(fā)現(xiàn)和新分子標(biāo)記的開發(fā)。

4外顯子組測序

外顯子組是指全部外顯子區(qū)域的集合，該區(qū)域包含合成蛋白質(zhì)所需的重要信息，涵蓋了與個(gè)體表型相關(guān)的絕大部分功能性變異，能夠直接發(fā)現(xiàn)與蛋白質(zhì)功能變異相關(guān)的遺傳突變。外顯子組序列捕獲及第二代測序是一種新型的基因組分析技術(shù)，可以將感興趣的基因組區(qū)域定制成特異性的探針。相比于全基因組重測序， 外顯子組和目標(biāo)區(qū)域測序更加經(jīng)濟(jì)高效。 目前， 在醫(yī)學(xué)基因組學(xué)研究領(lǐng)域，外顯子組和目標(biāo)區(qū)域測序技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到尋找人類各種疾病相關(guān)的致病基因和易感基因的研究中；而在動(dòng)植物研究中，已有的報(bào)道主要集中在小鼠（Mus musculu）[12]中， 在大豆（Glycine max）[13，14]、牛（Bos taurus）[15]、果蠅（Drosophila melanogaster）[16]等物種中也有部分報(bào)道。

5小分子RNA測序

小分子RNA是一類長約20～30個(gè)核苷酸的非編碼RNA分子，其介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄后基因調(diào)控是植物中的一種新型基因調(diào)控機(jī)制。它在植物生長發(fā)育和適應(yīng)外界各種環(huán)境脅迫的過程中起著非常重要的作用。植物中小分子RNA數(shù)量巨大、種類繁多，而高通量測序技術(shù)的出現(xiàn)大大加快了它們的發(fā)現(xiàn)過程。Wei等（2009）[17]對飛蝗進(jìn)行了小RNAs測序。通過與miRBase數(shù)據(jù)庫比對鑒定出50個(gè)保守的miRNA家族， 并在沒有飛蝗參考基因組序列的情況下， 通過生物信息分析技術(shù)發(fā)現(xiàn)了185個(gè)飛蝗特有的miRNAs家族。Moxon等利用454-FLX 法分析了番茄葉片和果實(shí)中的小分子RNA表達(dá)情況，結(jié)果表明：番茄miR390 和miR1917在果實(shí)中的表達(dá)量遠(yuǎn)高于在葉片中，而且miR1917的靶基因LeCTR1在番茄成熟過程中應(yīng)答乙烯時(shí)表達(dá)量顯著下調(diào)，因此認(rèn)為這2個(gè)miRNA 可能參與了番茄果實(shí)的發(fā)育過程。

新一代測序技術(shù)的誕生對分子生物學(xué)的深入研究發(fā)揮了巨大的促進(jìn)作用，以新一代測序技術(shù)為基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)錄組測序和全基因組測序相比，成本很低，數(shù)據(jù)量大，且不易受遺傳背景限制，可構(gòu)建豐富的表達(dá)基因數(shù)據(jù)庫，為進(jìn)一步研究提供重要基礎(chǔ)和依據(jù)。除文中所闡述的幾方面的測序外，還有表觀基因組測序、降解組測序等多樣的測序類型，本文中所羅列的試驗(yàn)實(shí)例，僅僅是高通量測序在農(nóng)業(yè)研究中的部分案例?，F(xiàn)在高通量測序已被廣泛應(yīng)用于以轉(zhuǎn)錄組測序等為代表的功能基因組學(xué)研究中。隨高通量測序技術(shù)而出現(xiàn)的數(shù)字基因表達(dá)譜（DGE）測序、小RNAs 測序、降解組測序、DNA甲基化測序、染色質(zhì)免疫共沉DNA 測序等新方法為科學(xué)家們進(jìn)行分子生物學(xué)相關(guān)研究提供了更多的選擇?？偠灾?， 高通量測序技術(shù)給基因組學(xué)研究帶來了一個(gè)高效的新平臺和巨大的發(fā)展機(jī)遇。

盡管高通量測序技術(shù)有諸多的優(yōu)勢，但其局限性也不容忽視。海量測序數(shù)據(jù)的產(chǎn)生及分析給研究者提出了巨大的挑戰(zhàn)，如何充分挖掘隱藏在原始數(shù)據(jù)中的生物學(xué)意義及如何對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、存檔成為一個(gè)亟待解決的課題。高通量測序技術(shù)不適合小規(guī)模測序，傳統(tǒng)的Sanger測序法無疑還是最佳的選擇，將與高通量測序技術(shù)長期并存，在短期內(nèi)還不會(huì)被淘汰。另外，高通量測序技術(shù)只是研究的開端，現(xiàn)在我們所能解釋的生物學(xué)現(xiàn)象和機(jī)制還很有限，即使獲得了基因組信息，如何去解釋和應(yīng)用它，仍是一個(gè)長遠(yuǎn)的問題。參考文獻(xiàn)：

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篇6

信息、生物、新材料三大前沿領(lǐng)域

信息、生物、新材料是21世紀(jì)前30年發(fā)展最快、最熱門的三大領(lǐng)域，它們集結(jié)了當(dāng)今世界最強(qiáng)勢的研究力量。但在這些關(guān)系未來發(fā)展的關(guān)鍵領(lǐng)域中，我國許多核心技術(shù)仍依賴追蹤、模仿和引進(jìn)國外技術(shù)，原始創(chuàng)新能力明顯不足。

從更寬的視野來看，不僅僅是這三個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展需要高揚(yáng)“自主創(chuàng)新”的信心與勇氣。實(shí)際上，整個(gè)中國科技正面臨著前所未有的發(fā)展壓力：對外要適應(yīng)國際科技競爭的緊迫形勢，對內(nèi)要滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中的重大戰(zhàn)略性需求。而原始創(chuàng)新能力和技術(shù)創(chuàng)新能力的薄弱，已成為當(dāng)前和未來相當(dāng)長時(shí)期內(nèi)影響我國整體競爭力的極大障礙。

面向未來15年的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》即將，科技部等有關(guān)部門正在著手制定科技“十一五規(guī)劃”——關(guān)于中國科技“未來”的探討與關(guān)注，在最近一年多來達(dá)到了前所未有的程度。就是在這樣帶著幾分焦灼、幾分期待、幾分信心的探討氛圍中，“自主創(chuàng)新”成為人們關(guān)于中國科技發(fā)展的共識。

帶著這個(gè)共識，再來看中國科技發(fā)展面臨的“壓力”，在很大程度上已經(jīng)變成了未來發(fā)展的重大機(jī)遇。未來10年，中國在這三大領(lǐng)域中最有可能實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新的關(guān)鍵技術(shù)群究竟有哪些？有限的科技經(jīng)費(fèi)究竟應(yīng)當(dāng)投入到哪些突破口？

下一代移動(dòng)通信技術(shù)

移動(dòng)通信是人類社會(huì)發(fā)展中的一大奇跡。2004年12月，全球（蜂窩）移動(dòng)通信用戶總數(shù)已達(dá)17億以上，超過已有百年發(fā)展歷史的固定通信用戶數(shù)。過去10年，移動(dòng)通信技術(shù)完成了由第一代模擬通信技術(shù)向第二代數(shù)字通信技術(shù)的過渡，當(dāng)前正處于由其巔峰狀態(tài)向第三代（3G）移動(dòng)通信技術(shù)過渡的進(jìn)程中。

目前，世界發(fā)達(dá)國家紛紛投入力量進(jìn)行第三代及下一代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)和產(chǎn)品的開發(fā)。

——3G移動(dòng)通信：國際電信聯(lián)盟（ITU－T ）批準(zhǔn)為3G 的三大標(biāo)準(zhǔn)分別是歐洲的WCDMA，美國高通公司的CDMA2000和中國大唐電信的TD－SCDMA。3G已在全球30多個(gè)國家開始商用。

——增強(qiáng)型3G（Enhanced 3G）：為了克服3G 技術(shù)不能很好支持流媒體等業(yè)務(wù)的不足，國際電信聯(lián)盟已在制定增強(qiáng)型3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。專家預(yù)測，增強(qiáng)型3G技術(shù)將進(jìn)入商用。

——4G（或Beyond 3G）：下一代移動(dòng)通信即所謂超3G（以下統(tǒng)稱Beyond 3G）技術(shù)的研究是國際上的熱點(diǎn)。Beyond 3G具有更高的速率與更好的頻譜利用率。 歐盟、日本、韓國等國家已開始4G框架的研究，預(yù)期Beyond 3G技術(shù)可望在2010年后開始商用。

中國移動(dòng)用戶總數(shù)已達(dá)3.34億，居世界第一，總體技術(shù)水平與國際同步，處于由第二代向第三代的過渡時(shí)期。我國3G移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)具備了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的能力，我國大唐電信2000年5月提出的TD－SCDMA標(biāo)準(zhǔn)已成為國際電信聯(lián)盟正式采納的三大標(biāo)準(zhǔn)之一。此外，在國家“863”計(jì)劃的支持下，開展了Beyond 3G技術(shù)的研究，預(yù)期該技術(shù)可望在2010年后開始商用。

Beyond 3G技術(shù)對我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國防建設(shè)具有十分重要的意義。 德爾菲專家調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，我國研發(fā)水平比領(lǐng)先國家落后5年左右， 通過自主開發(fā)或聯(lián)合開發(fā)，在未來5年可能形成自主知識產(chǎn)權(quán)。以華為、 中興為代表的一批高技術(shù)通信設(shè)備制造業(yè)公司，在第三代移動(dòng)通信設(shè)備（3G）等研發(fā)方面緊跟國際前沿，打破了國外公司對高技術(shù)通信設(shè)備的壟斷，開始參與國際通信標(biāo)準(zhǔn)的制定，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，具備了參與國際競爭的能力，具備實(shí)現(xiàn)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展的契機(jī)。

中國下一代網(wǎng)絡(luò)體系

下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）泛指以IP為核心，同時(shí)可以支持語音、 數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的因特網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和固定電話通信網(wǎng)絡(luò)的融合網(wǎng)絡(luò)。

世界各國和國際通信標(biāo)準(zhǔn)化組織都在積極開展下一代網(wǎng)絡(luò)的研究開發(fā)工作。國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門（ITU－T）、歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（ETSI）、互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）、第三代伙伴組織計(jì)劃（3GPP）等，都在致力于下一代網(wǎng)絡(luò)體系的研究。目前，美國、日本、韓國、新加坡以及歐盟都已啟動(dòng)了下一代互聯(lián)網(wǎng)研究計(jì)劃，全面開展各項(xiàng)核心技術(shù)的研究和開發(fā)。

我國在下一代網(wǎng)絡(luò)的研究方面已取得了較大進(jìn)展?！熬盼濉逼陂g，863計(jì)劃建成了“中國高速信息示范網(wǎng)”（CAINONET）、國家自然科學(xué)基金委支持的“中國高速互連研究試驗(yàn)網(wǎng)NSFCNET”等重大項(xiàng)目，目前已開始基于NGN的軟交換技術(shù)在移動(dòng)和多媒體通信中的應(yīng)用研究。中興、華為等企業(yè)還推出了基于軟交換的NGN解決方案；在下一代互聯(lián)網(wǎng)研究上，中興、港灣網(wǎng)絡(luò)等推出的高端路由交換機(jī)，可應(yīng)用于國家骨干IP網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，以及大中型寬帶IP城域網(wǎng)核心骨干和匯聚。國內(nèi)公司還開始自行設(shè)計(jì)高端分組交換定制ASIC芯片。我國已成為少數(shù)幾個(gè)能夠提供全系列數(shù)據(jù)通信設(shè)備的國家之一。

下一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對促進(jìn)我國高新技術(shù)的發(fā)展，以及對改造和提升我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)具有舉足輕重的作用，對國家安全至關(guān)重要。從總體上看，我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)跟隨國外發(fā)展，在技術(shù)選擇上缺乏系統(tǒng)研究，走過一些彎路，至今與國外仍存在較大差距。無論網(wǎng)絡(luò)用戶規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品都尚有很大的發(fā)展空間。從全局著眼，應(yīng)不失時(shí)機(jī)地開展中國下一代網(wǎng)絡(luò)體系的研究、應(yīng)用試驗(yàn)、關(guān)鍵技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)。不能像第一代互聯(lián)網(wǎng)那樣，技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)都是外國的，給國家安全造成隱患。

納米級芯片技術(shù)

當(dāng)前，集成電路的發(fā)展仍遵循“摩爾定律”，即其集成度和產(chǎn)品性能每18個(gè)月增加一倍，按照器件特征尺寸縮小、硅片尺寸增加、芯片集成度提高和設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)化的途徑繼續(xù)發(fā)展。

自上世紀(jì)90年代以來， 全球集成電路制造技術(shù)升級換代速度加快。 當(dāng)前國際上CMOS集成電路大規(guī)模生產(chǎn)的主流技術(shù)是130nm， 英特爾等部分技術(shù)先進(jìn)的芯片制造公司已在用90nm進(jìn)行高性能芯片生產(chǎn)。2005年，美國AMD公司已開始量產(chǎn)90nm的高性能芯片，國際上對65nm技術(shù)的開發(fā)也已成功。伴隨130nm到90nm技術(shù)的升級， 考慮到擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模和降低成本，大多數(shù)公司將使用12英寸替代8英寸硅基片， 這也必將帶來半導(dǎo)體設(shè)備的大量更新。

近年來我國一些先進(jìn)集成電路制造公司的崛起，使國內(nèi)集成電路制造工藝技術(shù)與國際先進(jìn)水平的差距有了顯著的縮小，但整體水平仍與先進(jìn)國家相差2～3代。目前，我國集成電路設(shè)計(jì)公司年設(shè)計(jì)能力已超過500種，主流設(shè)計(jì)水平達(dá)到180nm，130nm技術(shù)正在開發(fā)中，90nm技術(shù)的研發(fā)也開始著手進(jìn)行。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展看，我國集成電路已初步形成由十多家芯片生產(chǎn)骨干企業(yè)、十多家重點(diǎn)封裝廠、二十多家初具規(guī)模的設(shè)計(jì)公司、若干家關(guān)鍵材料及專用設(shè)備儀器制造廠組成的產(chǎn)業(yè)群體，設(shè)計(jì)、芯片制造、封裝三業(yè)并舉的蓬勃發(fā)展態(tài)勢。以中科院計(jì)算所為代表的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)在CPU研發(fā)方面所取得的新進(jìn)展，標(biāo)志著我國集成電路設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)能力，與國際先進(jìn)水平的差距進(jìn)一步縮小。目前我國芯片業(yè)大多集中在低端的交通、通信、銀行、信息管理、石油、勞動(dòng)保障、身份識別、防偽等領(lǐng)域，IC卡芯片所占比重一直占據(jù)芯片總體市場的20％左右。

世界第一顆0.13微米工藝TD－SCDMA 3G手機(jī)核心芯片10月9日在重慶問世

今后的IC是納米制造技術(shù)的時(shí)代，而納米級芯片技術(shù)是我國趕超國際的關(guān)鍵，它的成功將會(huì)是我國IC工業(yè)發(fā)展史上的重要里程碑和持續(xù)發(fā)展的動(dòng)力，專家認(rèn)為應(yīng)優(yōu)先發(fā)展。

中文信息處理技術(shù)

包括漢字和少數(shù)民族文字在內(nèi)的中文信息處理技術(shù)，是漢語言學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的融合，是一門與語言學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、數(shù)學(xué)、控制論、信息論、聲學(xué)、自動(dòng)化技術(shù)等多種學(xué)科相聯(lián)系的邊緣交叉性學(xué)科。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，中文信息處理技術(shù)已滲透到社會(huì)生活的各個(gè)方面。1994年，微軟開始進(jìn)入中文軟件市場，微軟的WORD把國產(chǎn)WPS擠出了市場，繼而Windows中文版又把國產(chǎn)中文之星擠垮。微軟憑借其強(qiáng)大的優(yōu)勢地位，使國產(chǎn)的中文信息處理軟件舉步維艱。中文版的Windows、Office等占據(jù)了大部分的中文軟件市場，使中文信息處理逐漸喪失了其特殊地位。

經(jīng)過二三十年的努力，我國的中文信息處理，包括中文的編碼、字型、輸入、顯示、輸出等的基本處理技術(shù)已經(jīng)實(shí)用化，目前正在逐漸擺脫“字處理”階段，處于向更高級階段快速發(fā)展的時(shí)期。包括中文的文字識別機(jī)和手寫文字識別、語音合成、語音識別、語言理解和智能接口等技術(shù)的研究已獲得進(jìn)展。中文的全文檢索、內(nèi)容管理、智能搜索、中文和其他文字之間的機(jī)器翻譯等技術(shù)也正在開發(fā)、研制，并取得了較大進(jìn)展，涌現(xiàn)了聯(lián)想、方正、四通、漢王、華建等公司。

隨著中國加入WTO與世界各國交流的逐漸擴(kuò)大以及網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代的來臨， 中文信息處理技術(shù)越發(fā)顯得重要，其自動(dòng)化水平的提高，將大大促進(jìn)我國科技、國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展，同時(shí)使中華民族的文化在信息時(shí)代得到新的發(fā)展。未來無疑應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)中文信息處理技術(shù)的研發(fā)投入與政策傾斜。

人類功能基因組學(xué)研究

20世紀(jì)末啟動(dòng)的人類基因組計(jì)劃被公認(rèn)為生命科學(xué)發(fā)展史上的里程碑，其規(guī)模和意義超過了曼哈頓原子彈計(jì)劃和阿波羅登月計(jì)劃。隨著人類基因組、水稻基因組以及其他重要微生物等50多種生物基因組全序列測定工作的完成，國際基因組研究進(jìn)入到功能基因組學(xué)新階段。

功能基因組學(xué)已成為21世紀(jì)國際研究的前沿，代表基因分析的新階段。它是利用結(jié)構(gòu)基因組所提供的信息和產(chǎn)物，發(fā)展和應(yīng)用新的實(shí)驗(yàn)手段，通過在基因組或系統(tǒng)水平上全面分析基因的功能，使生物學(xué)研究從對單一基因或蛋白質(zhì)的研究轉(zhuǎn)向多個(gè)基因或蛋白質(zhì)同時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，是在基因組靜態(tài)的堿基序列弄清楚之后轉(zhuǎn)入對基因組動(dòng)態(tài)的生物學(xué)功能學(xué)研究。從1997年迄今已發(fā)表的有關(guān)功能基因組學(xué)的論文數(shù)以千計(jì)，其中不少發(fā)表在《細(xì)胞》《自然》《科學(xué)》等國際著名刊物上。

目前功能基因組研究的重點(diǎn)集中在四個(gè)方面：一是基因測序技術(shù)研究。預(yù)計(jì)今后幾年內(nèi)，測序技術(shù)將繼續(xù)發(fā)展，特別是有一些重要的改進(jìn)將直接用于功能基因組的研究；二是單核苷多態(tài)性（SNP）以及在此基礎(chǔ)上建立的SNP單體型研究；三是基因組有序表達(dá)的規(guī)律研究。主要包括基因的深入鑒定、基因表達(dá)與轉(zhuǎn)錄組研究、蛋白和蛋白質(zhì)組研究、代謝網(wǎng)絡(luò)和代謝分子研究、基因表達(dá)調(diào)控研究等；四是計(jì)算生物學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)研究。

近幾年來，在國家“863”計(jì)劃、國家重大科技專項(xiàng)等的資助下，我國功能基因組學(xué)研究取得了一系列進(jìn)展。中華民族占世界人口的1／5，有豐富的遺傳疾病家系資源，這是我國發(fā)展功能基因組研究的有利因素?！笆濉逼陂g，我國參與國際蛋白質(zhì)組計(jì)劃、國際人類基因組單體型圖計(jì)劃，高質(zhì)量按時(shí)完成了項(xiàng)目中所承擔(dān)的21號染色體區(qū)域的任務(wù)，建立并完善了中華民族基因組和重要疾病相關(guān)基因SNPs及其單倍型的數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，在國際一流雜志上發(fā)表了一批高水平學(xué)術(shù)論文，申報(bào)了一批國家專利，收集、保存了一批寶貴的遺傳資源，并初步建立了遺傳資源收集網(wǎng)絡(luò)和資源信息庫的采集管理系統(tǒng)，組建了一批國家級基地，培養(yǎng)了一支隊(duì)伍，建立了一批技術(shù)平臺。但總體而言，我國在功能基因組研究及應(yīng)用方面的原始創(chuàng)新成果數(shù)量較少，還不能為醫(yī)藥生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供足夠的知識和產(chǎn)品。

未來研究重點(diǎn)包括：

——功能基因組研究。重點(diǎn)開展植物功能基因組研究、人類功能基因組研究和重要病原微生物及特殊微生物功能基因組研究；

——蛋白質(zhì)組學(xué)研究。蛋白質(zhì)組學(xué)是一個(gè)新生領(lǐng)域，目前還處于初期發(fā)展階段，仍有許多困難有待克服。我國應(yīng)選擇具有特色的領(lǐng)域開展研究；

——生物信息技術(shù)。我國的研究重點(diǎn)應(yīng)集中在生物信息數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建、生物信息的開發(fā)、加工、利用及生物信息并行處理方面；

——生物芯片技術(shù)及產(chǎn)品。通過微加工技術(shù)和微電子技術(shù)在固體芯片表面構(gòu)建的微型生物化學(xué)分析系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對細(xì)胞、蛋白質(zhì)、DNA以及其他生物組分的準(zhǔn)確、快速、大信息量的檢測。常用的生物芯片包括基因芯片、蛋白質(zhì)芯片、生化反應(yīng)芯片和樣品制備芯片等。生物芯片的主要特點(diǎn)是高通量、微型化和自動(dòng)化。我國生物芯片研究緊跟國際前沿，它將對我國生命科學(xué)研究、醫(yī)學(xué)診斷、新藥篩選具有革命性的推動(dòng)作用，也將對我國人口素質(zhì)、農(nóng)業(yè)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)等作出巨大的貢獻(xiàn)。

專家認(rèn)為，我國人類功能基因組學(xué)研究的研發(fā)水平比領(lǐng)先國家落后5年左右， 若能高度重視，充分利用我國已有的技術(shù)和資源優(yōu)勢，未來10年我國可能實(shí)現(xiàn)人類功能基因組學(xué)研究的跨越發(fā)展。

蛋白質(zhì)組學(xué)研究

隨著被譽(yù)為解讀人類生命“天書”的人類基因組計(jì)劃的成功實(shí)施，生命科學(xué)的戰(zhàn)略重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到以闡明人類基因組整體功能為目標(biāo)的功能基因組學(xué)上。蛋白質(zhì)作為生命活動(dòng)的“執(zhí)行者”，自然成為新的研究焦點(diǎn)。以研究一種細(xì)胞、組織或完整生物體所擁有的全套蛋白質(zhì)為特征的蛋白質(zhì)組學(xué)自然就成為功能基因組學(xué)中的“中流砥柱”，構(gòu)成了功能基因組學(xué)研究的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。

目前蛋白質(zhì)組學(xué)的主要內(nèi)容是建立和發(fā)展蛋白質(zhì)組研究技術(shù)方法，進(jìn)行蛋白質(zhì)組分析。為了保證分析過程的精確性和重復(fù)性，大規(guī)模樣品處理機(jī)器人也被應(yīng)用到該領(lǐng)域。整個(gè)研究過程包括樣品處理、蛋白質(zhì)的分離、蛋白質(zhì)豐度分析、蛋白質(zhì)鑒定等步驟。

附圖

自1995年蛋白質(zhì)組一詞問世到現(xiàn)在，蛋白質(zhì)組學(xué)研究得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。我國的蛋白質(zhì)組研究也在迅速開展，并取得了許多有意義的成果，中國科學(xué)家已經(jīng)在重大疾病如肝癌，比較蛋白質(zhì)組學(xué)的研究等方面取得了重要成就，在“973 ”計(jì)劃的資助下，我國已經(jīng)開始了二維電泳蛋白組分離研究、圖像分析技術(shù)和蛋白質(zhì)組鑒定質(zhì)譜技術(shù)研究等。

如何抓住國際上蛋白質(zhì)組學(xué)研究剛剛啟動(dòng)的時(shí)機(jī)，迅速地進(jìn)入到蛋白質(zhì)組學(xué)研究的國際前沿，是擺在我國生命科學(xué)研究發(fā)展方向上的一個(gè)重要課題。

目前我國在該領(lǐng)域的研發(fā)基礎(chǔ)較好，只比先進(jìn)國家落后5年左右。 蛋白質(zhì)組學(xué)屬科學(xué)前沿，專家建議結(jié)合我國現(xiàn)行的基因組研究及其他有我國特色或優(yōu)勢的領(lǐng)域開展研究，不要重復(fù)或追隨國際已有的工作，而應(yīng)走自己的路，未來10年內(nèi)有可能取得重大科學(xué)突破。

生物制藥技術(shù)

生物制藥被稱為生物技術(shù)的“第一次浪潮”，其誘人前景引起了全世界各國政府、科技界、企業(yè)界的高度關(guān)注。

在過去的30年間，全球生物技術(shù)取得了令人矚目的成就。據(jù)美國著名咨詢機(jī)構(gòu)安永公司2004年和2005年發(fā)表的第十八和第十九次全球生物技術(shù)年度報(bào)告分析，2003年全球生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)營收達(dá)410億美元。目前已有190余種生物技術(shù)產(chǎn)品獲準(zhǔn)上市，激發(fā)起投資者對生物技術(shù)股與融資的興趣。

近20年來，我國醫(yī)藥生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)取得了長足的進(jìn)步，據(jù)《中國生物技術(shù)發(fā)展報(bào)告2004》統(tǒng)計(jì)，我國已有25種基因工程藥物和基因工程疫苗，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的上市藥物達(dá)9種，重組人ω－干擾素噴鼻劑2003年4月獲得國家臨床研究批文，可用于較大規(guī)模高危人群的預(yù)防。但總體上與世界先進(jìn)水平相比還存在很大的差距，醫(yī)藥生物技術(shù)產(chǎn)品的銷售收入僅占醫(yī)藥工業(yè)總銷售額的7.5％左右。

為加快我國生物制藥技術(shù)的發(fā)展，今后的研究開發(fā)重點(diǎn)是：

——生物技術(shù)藥物（包括疫苗）及制備技術(shù)。圍繞危害人民健康的神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)和腫瘤等重大疾病和疑難病癥的防治與診斷，應(yīng)用基因工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程和酶工程等技術(shù)，開發(fā)單克隆抗體、基因工程藥物、反義藥物、基因治療藥物、可溶性蛋白質(zhì)藥物和基因工程疫苗，拓寬醫(yī)藥新產(chǎn)品領(lǐng)域；

——高通量篩選技術(shù)。目前，國外許多制藥公司已把高通量篩選作為發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)化合物的主要手段。典型的高通量篩選模式為每次篩選1000個(gè)化合物，而超高通量篩選可每天篩選10萬多個(gè)化合物。隨著分析容量的增大，分析檢測技術(shù)、液體處理及自動(dòng)化、連續(xù)流動(dòng)以及信息處理將成為未來高通量篩選技術(shù)研究的重點(diǎn)；

——天然藥物原料制備。目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)人類患有3萬多種疾病，其中1／3靠對癥治療，極少數(shù)人能夠治愈，而大多數(shù)人缺乏有效的治療藥物。以往多用合成藥物，隨著科技的進(jìn)步，人們自我保健意識增強(qiáng)，對天然藥物的追求與日俱增。當(dāng)前世界各國都在加強(qiáng)天然藥物的研發(fā)。

生物信息學(xué)研究

在生命科學(xué)的研究中，以計(jì)算機(jī)為工具對生物信息進(jìn)行儲(chǔ)存、檢索和分析，對基因組研究相關(guān)生物信息獲取、加工、儲(chǔ)存、分配、分析和解釋——上世紀(jì)80年代一經(jīng)產(chǎn)生，生物信息學(xué)就得到了迅猛發(fā)展。其研究一方面是對海量數(shù)據(jù)的收集、整理與服務(wù)；另一方面是利用這些數(shù)據(jù)，從中發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律。

具體地講，生物信息學(xué)是把基因組DNA序列信息分析作為源頭， 找到基因組序列中代表蛋白質(zhì)和RNA基因的編碼區(qū)；同時(shí)， 闡明基因組中大量存在的非編碼區(qū)的信息實(shí)質(zhì)，破譯隱藏在DNA序列中的遺傳語言規(guī)律；在此基礎(chǔ)上，歸納、 整理與基因組遺傳信息釋放及其調(diào)控相關(guān)的轉(zhuǎn)錄譜和蛋白質(zhì)譜的數(shù)據(jù)，從而認(rèn)識代謝、發(fā)育、分化、進(jìn)化的規(guī)律。另外生物信息學(xué)還利用基因組中編碼區(qū)的信息進(jìn)行蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的模擬和蛋白質(zhì)功能的預(yù)測，并將此類信息與生物體和生命過程的生理生化信息相結(jié)合，闡明其分子機(jī)理，最終進(jìn)行蛋白質(zhì)、核酸的分子設(shè)計(jì)、藥物設(shè)計(jì)和個(gè)體化的醫(yī)療保健設(shè)計(jì)。

生物信息學(xué)的發(fā)展已經(jīng)將基因組信息學(xué)、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)計(jì)算與模擬以及藥物設(shè)計(jì)有機(jī)地連接在一起，它將導(dǎo)致生物學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多種科學(xué)文化的融合，造就一批新的交叉學(xué)科。

科學(xué)家們普遍相信，本世紀(jì)最初的若干年是人類基因組研究取得輝煌成果的時(shí)代，也是生物信息學(xué)蓬勃發(fā)展的時(shí)代。據(jù)預(yù)測，到2005年生物信息的全球市場價(jià)值將達(dá)到400億美元。

我國生物信息學(xué)研究起步較早。20世紀(jì)80年代末，國內(nèi)學(xué)者就在《自然》上報(bào)道了免疫球蛋白基因超家族計(jì)算機(jī)分析的工作。目前，多家大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)也相繼成立了生物信息中心或研究所，各種原始數(shù)據(jù)庫、鏡像數(shù)據(jù)庫和二級數(shù)據(jù)庫也已經(jīng)逐步建立，同時(shí)我國還建立了相關(guān)的工作站和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)了與國際主要基因組數(shù)據(jù)庫及研究中心的網(wǎng)絡(luò)連接，開發(fā)了用于核酸、蛋白結(jié)構(gòu)、功能分析的計(jì)算工具以及蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)預(yù)測、并行化的高通量基因拼接和基于群論方法開發(fā)的基因預(yù)測等多種軟件。中國學(xué)者還運(yùn)用自主開發(fā)的電腦克隆程序，開展了大規(guī)模EST 數(shù)據(jù)分析，建立了一系列基因組序列分析新算法和新技術(shù)，并在國內(nèi)外著名科學(xué)雜志上發(fā)表了一系列論文，取得了引人注目的進(jìn)展，尤其在人類基因組基因數(shù)目的預(yù)測上獲得了與目前的實(shí)驗(yàn)事實(shí)相當(dāng)吻合的結(jié)果，在國際上獲得普遍認(rèn)可。

農(nóng)作物新品種培育技術(shù)

最近幾年，農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的發(fā)展對農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整產(chǎn)生的巨大影響，已引起各國政府和科學(xué)家的高度重視。農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域研究中最活躍的是育種技術(shù)——應(yīng)用現(xiàn)代分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行品種改良，創(chuàng)造更加適合人類需要的新物種，獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病蟲害新品種。這使得新品種層出不窮，品種在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)中的貢獻(xiàn)率將由現(xiàn)在的30％提高到50％。國際水稻研究所已經(jīng)培育出每公頃7500公斤的超級水稻，非洲培育出增產(chǎn)10倍的超級木薯。

我國該領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和高技術(shù)研究取得了一批創(chuàng)新成果：如植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)、細(xì)胞培育技術(shù)、秈稻的全基因組測序、花粉管通道轉(zhuǎn)基因方法等，使研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物新品種成為現(xiàn)實(shí)和可能。目前，已培育出畝產(chǎn)達(dá)到807.4公斤的超級雜交稻；2004年轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的種植面積已占全國棉花種植面積的50％左右；利用細(xì)胞工程技術(shù)培育的抗白粉病、赤霉病和黃矮病等小麥新品種已累計(jì)推廣1100多萬畝；植物組織培養(yǎng)和快繁脫毒技術(shù)在馬鈴薯、甘蔗、花卉生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用。

專家認(rèn)為，我國農(nóng)作物新品種培育的研發(fā)基礎(chǔ)較好，整體科研技術(shù)與國外處于同等水平，只要充分利用資源，發(fā)揮優(yōu)勢，很可能在該領(lǐng)域取得突破。

納米材料與納米技術(shù)

納米科技是上世紀(jì)末才逐步發(fā)展起來的新興科學(xué)領(lǐng)域，它的迅猛發(fā)展將在21世紀(jì)促使幾乎所有工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生一場革命性的變化。納米材料是未來社會(huì)發(fā)展極為重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，許多科技新領(lǐng)域的突破迫切需要納米材料和納米科技支撐，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)提升也急需納米材料和技術(shù)的支持。

近年來，科技強(qiáng)國在該領(lǐng)域均取得了相當(dāng)重要的進(jìn)展。

在納米材料的制備與合成方面，美國科學(xué)家利用超高密度晶格和電路制作的新方法，獲得直徑8nm、線寬16nm的鉑納米線；法國科學(xué)家利用粉末冶金制成了具有完美彈塑性的純納米晶體銅，實(shí)現(xiàn)了對納米結(jié)構(gòu)生長過程中的形狀、尺寸、生長模式和排序的原位、實(shí)時(shí)監(jiān)測；德國科學(xué)家巧妙地利用交流電介電泳技術(shù)，將金屬與半導(dǎo)體單壁碳納米管成功分離；日本用單層碳納米管與有機(jī)熔鹽制成高度導(dǎo)電的聚合物納米管復(fù)合材料。

在納米生物醫(yī)學(xué)器件方面，科學(xué)家用特定的蛋白質(zhì)或化合物取代用硅納米線制成場效應(yīng)晶體管的柵極用以診斷前列腺癌、直腸癌等疾病，成百倍地提高了診斷的靈敏度。另外，納米技術(shù)在醫(yī)學(xué)應(yīng)用、納米電子學(xué)、納米加工、納米器件等方面也有新進(jìn)展。與此同時(shí)，國外大企業(yè)紛紛介入，推動(dòng)了納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。

當(dāng)前納米材料研究的趨勢是，由隨機(jī)合成過渡到可控合成；由納米單元的制備，通過集成和組裝制備具有納米結(jié)構(gòu)的宏觀試樣；由性能的隨機(jī)探索發(fā)展到按照應(yīng)用的需要制備具有特殊性能的納米材料。

納米材料和技術(shù)很可能在以下四個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用上有所突破：一是IT產(chǎn)業(yè)（芯片、網(wǎng)絡(luò)通訊和納米器件）；二是在生物醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用納米生物傳感的早期診斷和治療，到2010年將給人類帶來新的福音；三是在顯示和照明領(lǐng)域的應(yīng)用已有新的進(jìn)展，納米光纖、納米微電極等已產(chǎn)生極大影響；四是納米材料技術(shù)與生物技術(shù)相結(jié)合，在基因修復(fù)和標(biāo)記各種蛋白酶等方面蘊(yùn)育新的突破，預(yù)計(jì)2010年納米技術(shù)對國際GDP的貢獻(xiàn)將超過2萬億美元。

我國納米材料研究起步較早，基礎(chǔ)較好，整體科研水平與先進(jìn)國家相比處于同等水平，部分技術(shù)落后5年左右。目前有300多個(gè)從事納米材料基礎(chǔ)研究和應(yīng)用的研究單位，并在納米材料研究上取得了一批重要成果，引起了國際上的廣泛關(guān)注。據(jù)英國有關(guān)權(quán)威機(jī)構(gòu)提供的調(diào)查顯示，我國納米專利申請件數(shù)排名世界第三位。

國內(nèi)目前已建成100多條納米材料生產(chǎn)線，產(chǎn)品質(zhì)量大都達(dá)到或接近國際水平。與發(fā)達(dá)國家相比，我國的差距一是在納米材料制備與合成方面尚處于粗放階段，缺乏應(yīng)用目標(biāo)的牽引，集成不夠；二是納米材料計(jì)量、測量和表征技術(shù)明顯落后于國外，對標(biāo)準(zhǔn)試樣和標(biāo)準(zhǔn)方法的建立重視不夠，對表征手段的建立投資不足；三是納米材料的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和開發(fā)研究出現(xiàn)脫節(jié)，納米材料研究缺乏針對性；四是學(xué)科交叉、技術(shù)集成不夠。

鏈接：

信息技術(shù)正在發(fā)生結(jié)構(gòu)性變革

目前，信息技術(shù)正在發(fā)生結(jié)構(gòu)性的變革，在信息器件向高速化、微型化、一體化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的同時(shí)，軟件和信息服務(wù)成為發(fā)展重點(diǎn)。大規(guī)模集成電路正快速向系統(tǒng)芯片發(fā)展；移動(dòng)通信技術(shù)正在向第三代、第四展，將提供更優(yōu)質(zhì)、更快速、更安全的服務(wù)，并帶來巨大的經(jīng)濟(jì)利益；電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)三網(wǎng)融合趨勢進(jìn)一步加快，無線網(wǎng)絡(luò)成為世界關(guān)注的重點(diǎn)；全球化的信息網(wǎng)絡(luò)將像電力、電話一樣為社會(huì)公眾提供各種信息服務(wù)，越來越深刻地改變著人們的學(xué)習(xí)、工作和生活方式，也將對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整產(chǎn)生重大影響。

微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等領(lǐng)域的發(fā)展方興未艾，極有可能引發(fā)新一輪產(chǎn)業(yè)革命。

大顯神通的新材料

高性能結(jié)構(gòu)材料是具有高比強(qiáng)度、高比剛度、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損的材料，對支撐交通運(yùn)輸、能源動(dòng)力、電子信息、航空航天以及國家重大工程起著關(guān)鍵性作用。

新型功能材料是一大類具有特殊電、磁、光、聲、熱、力、化學(xué)以及生物功能的材料，是信息技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)和國防建設(shè)的重要基礎(chǔ)材料。當(dāng)前國際上功能材料及其應(yīng)用技術(shù)正面臨新的突破，諸如信息功能材料、超導(dǎo)材料、生物醫(yī)用材料、能源材料、生態(tài)環(huán)境材料及其材料的分子、原子設(shè)計(jì)正處于日新月異的發(fā)展之中。

信息功能材料發(fā)展的重點(diǎn)是磁性材料、電子陶瓷材料、壓電及光電(磁)晶體、高性能封裝材料等方面。超導(dǎo)材料的主要特征是零電阻和排磁通效應(yīng)，是20世紀(jì)留給人類開發(fā)核聚變能、高效運(yùn)輸工具、低耗傳輸電能和精密探測器件的新型功能材料。

篇7

Research, Merck Research Laboratories,

Rahway, New Jersey

Lene Lange, Department of Molecular

Biotechnology, Novozymes A/S,

Bagsvaerd, Denmark (Eds.)

Advances in Fungal

Biotechnology for Industry,

Agriculture, and Medicine

2004, 445pp.

Hardcover EUR 157.50

ISBN 0-306-47866-8

Kluwer Academic Publishers

Jan S. Tkacz, Lene Lange編

不斷完善的分子生物學(xué)技術(shù)為真菌研究和真菌產(chǎn)品的進(jìn)一步開發(fā)提供了很好的技術(shù)支持。長期從事生物制品研究的美國科學(xué)家Jan S. Tkacz和丹麥科學(xué)家Lene Lange，以及其他的39位專家，系統(tǒng)收集了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥真菌相關(guān)資料，撰寫出版了本書，這對幫助真菌工作者了解世界真菌研究動(dòng)態(tài)，促進(jìn)真菌學(xué)科深層次發(fā)展具有重要意義。

全書包括四個(gè)部分和一個(gè)關(guān)鍵詞索引，各部分末尾均附有詳細(xì)的參考文獻(xiàn)目錄。第一部分遺傳學(xué)技術(shù)，包括4個(gè)小節(jié)：1．真菌實(shí)用分子分類；2．絲狀真菌基因組學(xué)；3．真菌生物技術(shù)的分子工具盒；4．農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化。第二部分特殊的（次生）代謝物質(zhì)，包括4個(gè)小節(jié)：5．信息階段的真菌聚乙酰合酶；6．多功能聚乙酰合酶的其它功能；7．無核糖體的肽合成；8．類異戊二烯:基因群與化學(xué)問題。第三部分酶與綠色化學(xué)，包括5個(gè)小節(jié)：9.絲狀真菌的差異表達(dá)與蛋白分泌物；10.真菌蛋白的人工進(jìn)化；11．生物催化與生物轉(zhuǎn)化；12．絲狀真菌的有機(jī)酸產(chǎn)生；13．真菌的風(fēng)味與香氣。第四部分寄主與真菌的相互作用，包括3個(gè)小節(jié)：14.人的真菌病原物：分子生物學(xué)的作用；15．植物病原物與寄主的分子相互作用；16．木本共生菌根的結(jié)構(gòu)與功能基因組。

本書作者結(jié)合自己的成功研究經(jīng)驗(yàn)，對真菌生物學(xué)與生物技術(shù)文獻(xiàn)和資料進(jìn)行了系統(tǒng)的整編和強(qiáng)化。該書的重點(diǎn)不是一般的研究歷史回顧，而是選取典型的科學(xué)問題進(jìn)行詳細(xì)的闡述，如：分子分類、基因組學(xué)、真菌分子生物技術(shù)工具、真菌分子互作、現(xiàn)代生化以及人工進(jìn)化等。本書系統(tǒng)性強(qiáng)、取材新、具有明顯的時(shí)代特點(diǎn)，可供從事微生物學(xué)、生物技術(shù)研究和技術(shù)開發(fā)人員參考，也可供大專院校的教師和研究生閱讀。

謝明，副研究員

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所）

篇8

病理學(xué)

病理學(xué)是研究人體疾病發(fā)生原因、機(jī)制、規(guī)律以及疾病過程中機(jī)體形態(tài)結(jié)構(gòu)、功能變化的一門學(xué)科。許多學(xué)者運(yùn)用病理學(xué)方法對慢性胃炎中醫(yī)證候進(jìn)行研究。胡玲等從炎癥的角度研究慢性胃炎脾胃濕熱證的發(fā)生機(jī)制，發(fā)現(xiàn)核因子-B和熱休克蛋白70這兩種因子的相互作用可形成脾胃濕熱證。肖政華等認(rèn)為慢性胃炎證候的發(fā)生與各種炎性細(xì)胞釋放的細(xì)胞因子造成胃黏膜損傷有關(guān)。高碧珍等探討了慢性胃炎不同證候胃黏膜病理變化及其與細(xì)胞增殖指數(shù)的關(guān)系，從細(xì)胞增殖的角度闡明本病同病異治的基礎(chǔ)和依據(jù)。

微生態(tài)學(xué)

研 究 顯 示，慢 性胃炎證 候 的 形成 與幽門螺 旋 桿 菌（helicobacter pylori，HP）感染有一定關(guān)系。熊哲錕發(fā)現(xiàn)濕熱是HP生長、繁殖的病理基礎(chǔ)。姜力也認(rèn)為HP感染與脾胃濕熱證密切相關(guān)。馮春霞發(fā)現(xiàn)脾胃濕熱證患者胃黏膜損傷程度比脾虛證患者嚴(yán)重，而且脾胃濕熱證伴HP感染患者的胃黏膜炎癥情況更加嚴(yán)重，但認(rèn)為HP只是加重濕熱程度的因素。柯曉等則提出截然相反的結(jié)論，認(rèn)為慢性胃炎的證候虛實(shí)變化與HP感染無關(guān)。

免疫學(xué)

中醫(yī)理論認(rèn)為脾為之衛(wèi)，說明脾具有協(xié)助機(jī)體抵抗外邪的生理功能，這點(diǎn)與人體免疫系統(tǒng)的作用十分相似，故脾虛就可能出現(xiàn)免疫功能紊亂。羅云堅(jiān)等發(fā)現(xiàn)慢性胃炎脾虛證患者外周血白細(xì)胞中CD9、CD164、PF4、RARB基因表達(dá)下調(diào)，IGKC、DEFA1、GNLY基因表達(dá)上調(diào)，說明脾虛證的發(fā)生與免疫相關(guān)。陳晴清認(rèn)為HP感染可能啟動(dòng)了胃黏膜局部免疫反應(yīng)，導(dǎo)致輔T淋巴細(xì)胞亞群的平衡失調(diào)，這或許是脾胃濕熱證纏綿難愈的病理機(jī)制之一。

生物化學(xué)

張聲生發(fā)現(xiàn)在慢性胃炎脾胃虛弱證脾虛痰濕證脾胃濕熱證的演變過程中，胃泌素（gastrin，Gas）逐漸升高，脾胃濕熱證組升高明顯，認(rèn)為此時(shí)發(fā)生了質(zhì)的變化，提示Gas可能與痰濕有關(guān)，并且與濕熱關(guān)系更為密切，Gas可能是證從熱化的一項(xiàng)指標(biāo)，而降鈣素基因相關(guān)肽可能與證從寒化較為密切。另外，劉衛(wèi)紅等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示慢性胃炎不同證候患者的一氧化氮、超氧化物歧化酶和前列腺素E2水平具有顯著性差異。劉曉秋等發(fā)現(xiàn)慢性胃炎脾虛證患者總唾液糖蛋白及唾液淀粉酶N-聚糖結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化，提示這可能與脾虛證患者酸刺激后唾液淀粉酶活性低下及脾功能低下有關(guān)。

分子生物學(xué)

近年來，分子生物學(xué)的發(fā)展較為迅速，該學(xué)科從分子水平研究生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能，以此闡明生命現(xiàn)象的本質(zhì)。目前，眾多學(xué)者從細(xì)胞凋亡的角度探討慢性胃炎證候的形成機(jī)制。任健等認(rèn)為Bcl-2和Bax的改變可能是慢性胃炎肝郁證的生物學(xué)基礎(chǔ)。徐珊等的研究顯示慢性萎縮性胃炎不同中醫(yī)證型與胃黏膜細(xì)胞增殖調(diào)控基因蛋白（PCNA、EGFR及C-myc）的表達(dá)存在一定的相關(guān)性。另外，還有學(xué)者探討了水通道蛋白、三葉因子1和細(xì)胞間黏附分子1、環(huán)氧合酶-2、TFF1-MUC5AC-EGRFR及MEK/ERK相關(guān)通路等與慢性胃炎證候形成的關(guān)系。

基因組學(xué)

隨著人類基因組測序工作的完成，越來越多的醫(yī)學(xué)研究熱點(diǎn)轉(zhuǎn)移到了基因組學(xué)。目前對于證候的研究也已經(jīng)達(dá)到了基因水平。陳蔚文等研究發(fā)現(xiàn)脾氣虛證在營養(yǎng)物質(zhì)代謝及免疫調(diào)節(jié)相關(guān)基因表達(dá)上明顯呈下調(diào)趨勢。楊澤民指出B3GNT1、ST、RAB等15個(gè)基因可能與脾虛證密切相關(guān)。陳晴清推測HLA-DQA1*0103基因可能是脾胃濕熱證的易感基因，而HLA-DQA1*0601基因可能是該證的保護(hù)性基因，進(jìn)一步說明脾胃濕熱證存在著一定的免疫遺傳學(xué)基礎(chǔ)。

蛋白組學(xué)

蛋白組學(xué)以蛋白質(zhì)組為研究對象，分析細(xì)胞內(nèi)動(dòng)態(tài)變化的蛋白質(zhì)組成成分、表達(dá)水平與修飾狀態(tài)，在整體水平上研究蛋白質(zhì)組成與調(diào)控的活動(dòng)規(guī)律。王憶勤等對慢性胃炎濕證患者的血清蛋白質(zhì)譜進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)濕證患者的蛋白質(zhì)表達(dá)譜質(zhì)荷比為3.2、6.4和8.1D，出現(xiàn)高表達(dá)趨勢。徐珊等欲通過蛋白表達(dá)調(diào)控的變化及其規(guī)律建立微觀辨證指標(biāo)體系，為證候的動(dòng)物基因模型復(fù)制提供思路。王濟(jì)國對患者唾液的蛋白質(zhì)譜進(jìn)行檢測，初步篩選出了可用于臨床病證結(jié)合診斷的特異性生物標(biāo)記物，并探索建立了病證結(jié)合的診斷模型。

代謝組學(xué)

代謝組學(xué)是繼基因組學(xué)、蛋白組學(xué)之后的第三大組學(xué)，它通過代謝物中所隱含的信息揭示生物學(xué)事件發(fā)生的原因和經(jīng)過。因?yàn)槠鋬A向于一系列事件的最終結(jié)果，因而更能夠準(zhǔn)確反映機(jī)體的狀態(tài)，這點(diǎn)與強(qiáng)調(diào)整體性的中醫(yī)學(xué)之間有明顯的相似性。童寧寧對受試者的唾液進(jìn)行代謝組學(xué)檢測，發(fā)現(xiàn)濕熱蘊(yùn)脾證組患者的白氨酸、苯丙氨酸、丙酸鹽等10種物質(zhì)的含量與對照組比較有明顯差異。鄭麗紅也認(rèn)為脾氣虛證和濕熱蘊(yùn)脾證患者唾液中的代謝網(wǎng)絡(luò)與正常組存在明顯差異：脾氣虛證患者唾液中的鈣、鎂、磷、尿素氮、乳酸、乙醇含量明顯增高，而鈉明顯降低；濕熱蘊(yùn)脾證患者唾液中的鎂、磷、谷草轉(zhuǎn)氨酶、甘油三酯、醋酸鹽和丙酸鹽含量明顯增高等。

評價(jià)與建議

篇9

關(guān)鍵詞：臺灣地區(qū) 基因組醫(yī)學(xué) 科技計(jì)劃

2000年人類基因組計(jì)劃工作草圖完成。次年2月，工作草圖的具體序列信息、測序所采用的方法以及序列的分析結(jié)果公布。當(dāng)時(shí)全世界的科學(xué)家都意識到一個(gè)全新的科技世紀(jì)已經(jīng)開啟，同時(shí)也認(rèn)識到致力于基因組功能的研究已經(jīng)是大勢所趨。許多研究顯示，人類的一般疾病與遺傳疾病和基因變異有相當(dāng)?shù)年P(guān)聯(lián)。研究基因序列，使人類有機(jī)會(huì)對生命個(gè)體有更深的了解，除了可以搜尋疾病基因，進(jìn)行研究預(yù)防、診斷和治療的方法之外，同時(shí)也可以經(jīng)由物種間的基因相互交叉比對，進(jìn)一步了解環(huán)境與進(jìn)化的關(guān)系。

隨著對基因?qū)W研究的進(jìn)展，科學(xué)家提出了一個(gè)醫(yī)學(xué)研究的新概念――基因組醫(yī)學(xué)。它是以人類基因組為基礎(chǔ)，將生命科學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)整合在一起，使基因組的研究成果迅速高效地轉(zhuǎn)化并應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)實(shí)踐，是后基因組時(shí)代最重要的研究方向。因?yàn)榛蚪M研究不僅提供科學(xué)家們窺探自然，以及了解生命基礎(chǔ)奧秘的方法，同時(shí)所衍生的知識，包括使用的技術(shù)（如基因芯片和生物信息技術(shù)等）與所開發(fā)的產(chǎn)品（如疫苗、診斷藥劑和治療醫(yī)藥等）都可以產(chǎn)生很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，并有可能為生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)拓展新領(lǐng)域帶來曙光，世界各國無不視此為生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大機(jī)遇。

在當(dāng)局的推動(dòng)下，我國臺灣地區(qū)也將生物技術(shù)及其相關(guān)領(lǐng)域列為了科技研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推動(dòng)的重點(diǎn)領(lǐng)域。臺灣“國科會(huì)”最先設(shè)立的6個(gè)“國家型”科技計(jì)劃，即：“防災(zāi)”、“農(nóng)業(yè)生物技術(shù)”、“電信”、“制藥與生物技術(shù)”、“基因組醫(yī)學(xué)”和“數(shù)字典藏”科技計(jì)劃，其中三個(gè)計(jì)劃項(xiàng)目都涉及生物技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域，目的是通過加大對包括基因技術(shù)在內(nèi)的生物技術(shù)發(fā)展的投入，從而在臺灣創(chuàng)造出新的產(chǎn)業(yè)或者推動(dòng)現(xiàn)有傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級改造。

一、臺灣推動(dòng)基因組醫(yī)學(xué)“國家型”科技計(jì)劃的背景

臺灣“行政院”于1995年通過了《加強(qiáng)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)推動(dòng)方案》，確定有關(guān)醫(yī)、農(nóng)等生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)為政府全力推展的重點(diǎn)，并由“行政院科技顧問組”協(xié)同各部會(huì)進(jìn)行橫向整合組成生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)小組。1996年舉行的全臺第五次科技會(huì)議將醫(yī)學(xué)方面的生物科技推動(dòng)列為主要議題，同時(shí)通過決議將基因醫(yī)藥相關(guān)的研究整合成跨部會(huì)的大型合作計(jì)劃。為此，臺灣“國科會(huì)”和“衛(wèi)生署”于1998年起開始推動(dòng)“基因醫(yī)藥衛(wèi)生科技尖端研究計(jì)劃”，整合臺灣醫(yī)學(xué)中心與研究單位的近百位科學(xué)家、醫(yī)師投入“基因醫(yī)學(xué)”研究行列，針對基因組基礎(chǔ)研究、基因治療、基因藥物開發(fā)、遺傳疾病、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物供應(yīng)、環(huán)境毒理遺傳基因與科技對倫理、法律、社會(huì)影響等進(jìn)行研究。

臺灣“國科會(huì)”于2002年設(shè)立基因組醫(yī)學(xué)“國家型”科技計(jì)劃（臺灣稱為“基因體醫(yī)學(xué)”），2003年開始執(zhí)行。該計(jì)劃整合跨部會(huì)資源，由“國科會(huì)”、“經(jīng)濟(jì)部”和“衛(wèi)生署”共同參與執(zhí)行。計(jì)劃的目標(biāo)以基因組研究為基礎(chǔ)，運(yùn)用人類基因組序列中所隱含的知識，發(fā)展疾病預(yù)防、診斷與治療技術(shù)，同時(shí)結(jié)合基礎(chǔ)研究、動(dòng)物模型測試、臨床試驗(yàn)等技術(shù)，完成臺灣基因組醫(yī)學(xué)科技的開發(fā)，進(jìn)而通過技術(shù)轉(zhuǎn)移、業(yè)界發(fā)展等力量，建立具有國際競爭力的醫(yī)學(xué)科技產(chǎn)業(yè)。計(jì)劃的第一期為時(shí)三年（2003―2005年），主要目標(biāo)是構(gòu)建完善的基因組研究基礎(chǔ)設(shè)施；計(jì)劃第二期（2006―2010年）的目標(biāo)是“集中資源，以特定疾病研究為導(dǎo)向，加速成果導(dǎo)入醫(yī)學(xué)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)”?；蚪M醫(yī)學(xué)“國家型”科技計(jì)劃于2010年正式結(jié)束。

二、基因組醫(yī)學(xué)科技計(jì)劃概況

1.一期計(jì)劃的總體情況

基因組醫(yī)學(xué)“國家型”科技計(jì)劃規(guī)劃有短、中、長期階段性目標(biāo)。第一期計(jì)劃執(zhí)行期為三年，由“國科會(huì)”推動(dòng)實(shí)施。計(jì)劃第一期的目標(biāo)著重于基因組研究的基礎(chǔ)建設(shè)及自由探索基因組相關(guān)研究。規(guī)劃范圍則是包含：基因組醫(yī)學(xué)、蛋白組學(xué)與結(jié)構(gòu)基因組學(xué)、生物信息學(xué)以及倫理、法律、社會(huì)的影響（ELSI）四個(gè)領(lǐng)域。包括：探討基因多形性與常見重要疾病感受性的相關(guān)性，鑒定及分析與臺灣人體常見重要疾病相關(guān)的新基因，應(yīng)用基因技術(shù)預(yù)防或治療臺灣人體常見重要疾病，開發(fā)新的基因科技進(jìn)行基因組的分析與測序，開發(fā)新而靈敏的基因診斷試劑與治療模式，評估基因科技對倫理、法律與社會(huì)的沖擊影響，以及建立核心設(shè)施與研究團(tuán)隊(duì)等。目標(biāo)推動(dòng)如下：

（1）基因組醫(yī)學(xué)：尋找三種疾病的10個(gè)分子目標(biāo)；對無機(jī)砷的人類易感基因更進(jìn)一層的了解；臺灣人體特殊病毒的宿主易感/抵抗基因的鑒定；建立臺灣地區(qū)特殊族群基因庫及相關(guān)性狀數(shù)據(jù)庫；建立臺灣人體疾病診斷用的遺傳體數(shù)據(jù)庫；建立特殊疾病的單核苷酸多態(tài)性（SNP）、蛋白質(zhì)圖譜等可作為未來臨床診斷與個(gè)性化疾病診斷的參考；建立臺灣人體疾病的相關(guān)基因及危險(xiǎn)因子；建立臺灣人體疾病的輔療法；建立基因治療臨床試驗(yàn)使用的GMP/GLP設(shè)施；建立臺灣人體疾病的動(dòng)物模型3～5個(gè)；在ENU突變小鼠中發(fā)現(xiàn)3～5個(gè)疾病基因及其機(jī)轉(zhuǎn)與導(dǎo)向化合物（Lead compounds）的篩選；及利用移植人類癌細(xì)胞和免疫細(xì)胞的NOD/SCID作人類治療基因的功能鑒定。

（2）生物信息：結(jié)合基因組研究加速其進(jìn)展，促進(jìn)醫(yī)學(xué)科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；建立臺灣人體重要疾病的基因醫(yī)藥數(shù)據(jù)庫；建立人類遺傳疾病并維護(hù)加值數(shù)據(jù)庫；建立基因組知識經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)；培養(yǎng)高質(zhì)量的生物信息研發(fā)人才。

（3）蛋白組與結(jié)構(gòu)功能：完成3個(gè)細(xì)胞膜蛋白的結(jié)構(gòu)，有助于新藥的開發(fā)；設(shè)立低濃度轉(zhuǎn)錄因子蛋白組的研究程序，作為醫(yī)療途徑；建立3個(gè)逆境蛋白質(zhì)，以及嗜熱蛋白質(zhì)的功能圖；了解傳染病有關(guān)的蛋白質(zhì)；以臺灣有關(guān)的細(xì)菌或病毒的蛋白組，發(fā)現(xiàn)新的蛋白質(zhì)折迭模式。

（4）倫理、法律、社會(huì)影響：建立相關(guān)學(xué)術(shù)研究所需的基礎(chǔ)架構(gòu)，及國內(nèi)外相關(guān)研究社群的互動(dòng)網(wǎng)絡(luò)；建立基因組醫(yī)學(xué)科技的議題發(fā)展追蹤與信息交換；建立基因組醫(yī)學(xué)科技的意向調(diào)查與分析；建立基因組醫(yī)學(xué)科技的學(xué)術(shù)論壇與社會(huì)教育；對基因科技發(fā)展及其在倫理、法律和社會(huì)方面所造成的沖擊背景信息與討論議題通俗化。

（5）核心設(shè)施：建立全臺基因組醫(yī)學(xué)高速核心設(shè)施及高科技研究團(tuán)隊(duì)，服務(wù)基因組研究計(jì)劃；加速臺灣研究計(jì)劃執(zhí)行效率。

（6）產(chǎn)學(xué)合作：開拓創(chuàng)新研究成果的知識產(chǎn)權(quán)，協(xié)助申請與維護(hù)專利權(quán)益；建立產(chǎn)學(xué)合作及GLP/GMP規(guī)格設(shè)施；加速進(jìn)行癌基因/細(xì)胞治療的臨床試驗(yàn)；推動(dòng)島內(nèi)基因與蛋白診斷產(chǎn)品的商業(yè)化發(fā)展；培育研發(fā)人才，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)活力。

2.二期計(jì)劃的總體情況

為了聚焦并吸引產(chǎn)業(yè)界的投入，計(jì)劃第二期設(shè)定的目標(biāo)是：“集中資源，以特定疾病研究為導(dǎo)向，加速成果導(dǎo)入醫(yī)學(xué)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)”；以臺灣本地重要的四大疾?。ǜ伟⒎伟?、高遺傳性疾病與傳染病）為聚焦主題，持續(xù)加強(qiáng)創(chuàng)新研發(fā)與基因組醫(yī)學(xué)對倫理、法律與社會(huì)的影響，同時(shí)建設(shè)核心設(shè)施以支持基因組研究，提供基因組研究所必須的基礎(chǔ)設(shè)施與技術(shù)，進(jìn)一步加強(qiáng)與產(chǎn)業(yè)界和各國間的合作與交流，將本計(jì)劃的研究成果迅速導(dǎo)入生物技術(shù)醫(yī)療產(chǎn)業(yè)，提升國際能見度。

計(jì)劃第二期較第一期更具有整合性，加強(qiáng)了各行政主管部會(huì)的直接參與?！皣茣?huì)”補(bǔ)助上游的基礎(chǔ)研究計(jì)劃，建設(shè)營運(yùn)核心設(shè)施，提供必需的基礎(chǔ)建設(shè)與技術(shù)支持；依據(jù)研究領(lǐng)域及導(dǎo)向，計(jì)劃實(shí)施分為肝癌組、肺癌組、傳染病組、高遺傳性疾病組、創(chuàng)新研發(fā)組、倫理法律社會(huì)影響組（ELSI）、產(chǎn)學(xué)合作組及國際合作組。“衛(wèi)生署”的重點(diǎn)在法規(guī)、遺傳咨詢、與國民健康相關(guān)的癌癥、傳染病以及中醫(yī)藥基因組相關(guān)研究，推動(dòng)“肺癌基因組研究及臨床應(yīng)用”、“基因組醫(yī)學(xué)的健康服務(wù)應(yīng)用”、“建立臺灣病原體基因數(shù)據(jù)庫”、“中醫(yī)藥基因組相關(guān)整合性研究”及“建立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)幕蚪M醫(yī)學(xué)臨床試驗(yàn)與相關(guān)產(chǎn)品的評估與審核機(jī)制”等五大研究項(xiàng)目，希望從法規(guī)及公共衛(wèi)生層面，重要的衛(wèi)生醫(yī)藥問題。“經(jīng)濟(jì)部”則從較具產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿Φ幕蛩幬锛夹g(shù)等方面進(jìn)行規(guī)劃，建立產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的重要環(huán)境，并同時(shí)以業(yè)界科專機(jī)制補(bǔ)助生物技術(shù)醫(yī)藥業(yè)者投入基因組相關(guān)研發(fā)與應(yīng)用，以研發(fā)帶動(dòng)周邊產(chǎn)業(yè)發(fā)展，創(chuàng)造生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

各專業(yè)組的研究范圍包括：

（1）肝癌組：尋找肝癌致病基因，研究開發(fā)檢驗(yàn)試劑及檢測設(shè)備，致力于早期診斷與治療的成效，整合并建設(shè)臺灣肝癌資料庫技術(shù)平臺，并延伸到乙型、丙型肝炎，以期成為未來亞洲最大的肝癌資料庫。

（2）肺癌組：利用基因組學(xué)或分析流行病學(xué)等相關(guān)技術(shù)，進(jìn)行肺癌遺傳流行病學(xué)、藥物基因組學(xué)等研究，探討致病因子與肺癌轉(zhuǎn)移機(jī)制，涉及個(gè)性化臨床診斷與治療策略，并利用已建立的肺癌臨床研究網(wǎng)絡(luò)提供防治肺癌的有效工具。

（3）傳染病組：探討肝炎病毒、登革熱病毒、腸病毒、克雷伯氏肺炎桿菌及肺結(jié)核分枝桿菌的致病基因及致病機(jī)制，研究新穎的抗病毒策略，并結(jié)合“衛(wèi)生署”行政單位，使研究成果落實(shí)到公共衛(wèi)生領(lǐng)域以開展疾病防治。

（4）高遺傳性疾病組：研究多種高遺傳性疾病的致病基因（如精神性疾病、糖尿病、先天性心臟病、自閉癥及代謝癥候群等），建立公共衛(wèi)生研究及公共衛(wèi)生應(yīng)用的互動(dòng)管道，發(fā)展相關(guān)篩驗(yàn)工具及預(yù)防性醫(yī)療，增進(jìn)民眾健康。

（5）創(chuàng)新研發(fā)組：結(jié)合“基因組醫(yī)學(xué)”、“蛋白組與結(jié)構(gòu)生物學(xué)”、“生物信息學(xué)”，并鼓勵(lì)其他具有創(chuàng)新性的研究，如系統(tǒng)生物學(xué)、肝細(xì)胞及中醫(yī)藥相關(guān)的基因組研究。

（6）倫理社會(huì)法律影響組：推動(dòng)臺灣有關(guān)人類基因資料庫ELSI議題的研究，與歐美、亞洲地區(qū)學(xué)者進(jìn)行學(xué)術(shù)交流與合作，共同打造基因組醫(yī)學(xué)研究及其產(chǎn)業(yè)化所需的ELSI環(huán)境。協(xié)同行政機(jī)構(gòu)建立臺灣基因或遺傳咨詢機(jī)制及相關(guān)法規(guī)的訂立與改革。

（7）國際合作組：鼓勵(lì)島內(nèi)學(xué)者與其它國家研究學(xué)者在與基因組醫(yī)學(xué)相關(guān)課題上開展研究合作，提升臺灣基因醫(yī)藥領(lǐng)域的研究品質(zhì)及國際能見度；通過科技交流，間接促進(jìn)與國際制藥或生物科技公司的實(shí)質(zhì)性合作。

為提升生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，加速基礎(chǔ)研究成果商品化，基因組醫(yī)學(xué)計(jì)劃鼓勵(lì)學(xué)界與業(yè)界的互動(dòng)與合作，使業(yè)界即時(shí)掌握基因組醫(yī)學(xué)研究的重要進(jìn)展。為積極促進(jìn)產(chǎn)學(xué)雙方合作，與生技制藥“國家型”科技計(jì)劃合作進(jìn)行“橋接計(jì)劃”，整理并挑選具有產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景的成果，進(jìn)行專利及市場分析，進(jìn)一步協(xié)助計(jì)劃主持人研擬商業(yè)模式規(guī)劃及取得知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)。同時(shí)，由醫(yī)藥品查驗(yàn)中心針對研發(fā)所需的醫(yī)藥法規(guī)提供咨詢，以解決商品化過程中所遭遇的問題，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。

3.計(jì)劃各階段的執(zhí)行結(jié)果

基因組醫(yī)學(xué)“國家型”科技計(jì)劃在致病基因的發(fā)現(xiàn)步驟、功能及致病機(jī)轉(zhuǎn)的研究、開發(fā)疾病的動(dòng)物模型、基因芯片技術(shù)、基因細(xì)胞治療方法、疾病預(yù)防方法等方面都取得了明顯的成效。

第一期計(jì)劃的重要成果如下：

（1）砷與移行細(xì)胞癌的毒理基因組研究：證據(jù)顯示二甲基砷酸鹽（DMA）可能為膀胱癌的致癌砷種類，且細(xì)胞還原能力降低可能和致癌有關(guān)；建立體外培養(yǎng)及裸鼠膀胱癌形成模型，發(fā)現(xiàn)第九號染色體缺失及第四號染色體增幅現(xiàn)象；和砷代謝有關(guān)的砷輸送蛋白基因OATP-2、MRP1及MRP2，呈現(xiàn)顯著單一堿基多型性區(qū)域和膀胱癌相關(guān)基因，包括雄激素接受體及血紅素氧化酵素-1，顯示遺傳多形性區(qū)域。

（2）腸病毒整合性計(jì)劃：完成建構(gòu)第一階段腸病毒數(shù)據(jù)庫，包含4，000多種從GenBank所收集的腸病毒序列及解析，并建立鑒定腸病毒71型的特異序列比對區(qū)域圖譜；找出157種寄主易感基因，包括趨化激素接受體、細(xì)胞凋亡、干擾素及補(bǔ)體相關(guān)途徑的基因；于細(xì)胞培養(yǎng)中顯示可利用RNAi抑制病毒復(fù)制；TNF-α啟動(dòng)子的遺傳多型性和腸病毒71型的易感有關(guān)。

（3）利用核磁共振技術(shù)，完成3個(gè)幽門螺旋桿菌蛋白質(zhì)構(gòu)造研究；建立高效能蛋白質(zhì)表現(xiàn)系統(tǒng)；建立X光高分子結(jié)晶技術(shù)；以昆蟲細(xì)胞─桿狀病毒系統(tǒng)表現(xiàn)具活性的幽門螺旋桿菌蛋白質(zhì)；鑒定出一種幽門螺旋桿菌的酸誘導(dǎo)蛋白質(zhì)，可促進(jìn)其生長及活動(dòng)。

（4）中醫(yī)藥基因組相關(guān)研究計(jì)劃：進(jìn)行過敏性鼻炎患者中醫(yī)寒熱體質(zhì)類型與基因及蛋白質(zhì)表現(xiàn)、中醫(yī)寒與熱性體質(zhì)實(shí)用藥對細(xì)胞基因表現(xiàn)；收集完成病人相關(guān)數(shù)據(jù)、各種辯證指標(biāo)記錄的統(tǒng)計(jì)資料分析，并建立起基因的多樣性分析模式。

（5）發(fā)現(xiàn)DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（DNMT）的過度表現(xiàn)與臺灣地區(qū)“非小細(xì)胞肺癌”有關(guān)，且與許多抑癌基因5'CpG island過度甲基化、cytosine突變亦有關(guān)。

（6）完成正常人類肝蛋白組圖譜的建立，及人類/小鼠胚胎干細(xì)胞蛋白組圖譜的建立。

（7）基因藥物開發(fā)完成多項(xiàng)活體外分析系統(tǒng)的建立，包括：重組腺病毒rAd/AGL載體病毒顆粒感染GSDIII病人初級培養(yǎng)細(xì)胞的方法、蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)染系統(tǒng)、重組蛋白質(zhì)AGL在細(xì)胞內(nèi)的功能分析；完成腺病毒活體遞送方法的建立與活體內(nèi)分析系統(tǒng)，確認(rèn)基因遞送方法與遞送載體在動(dòng)物體內(nèi)組織分布的相關(guān)性；并建立了活體內(nèi)基因轉(zhuǎn)錄分析與蛋白質(zhì)功能分析法，提供基因載體活體遞送系統(tǒng)的基盤分析技術(shù)。

第二期計(jì)劃的執(zhí)行情況

基因組醫(yī)學(xué)“國家型”科技計(jì)劃第二期的規(guī)劃延續(xù)了第一期的成果，第二期計(jì)劃的重要成果如下：

（1）重要致病基因、蛋白質(zhì)的發(fā)現(xiàn)

a.藥物不良嚴(yán)重反應(yīng)的基因：包括最常引起臺灣人體發(fā)生致命藥物過敏（史蒂文生瓊森癥候群）的抗顛癇用藥（Carbamazepine）的危險(xiǎn)基因，降尿酸藥（Allopurinol）引發(fā)嚴(yán)重過敏反應(yīng)的危險(xiǎn)基因等。

b. 家族性肝癌的基因：乙型肝炎導(dǎo)致家族性肝癌的連鎖相關(guān)分析，證實(shí)在第4對染色體長臂（4q）上，有1個(gè)基因座的LOD score在3.5。

c. 肺炎桿菌的致病基因：發(fā)現(xiàn)克雷伯氏肺炎桿菌，它是造成院內(nèi)泌尿道感染、肺炎感染以及免疫機(jī)能不全病患肺炎、敗血性休克的常見致病菌，還會(huì)造成菌血癥，化膿性肝膿瘍及腦膜炎等。

（2）關(guān)鍵動(dòng)物模型的建立：先后建立了肝癌的動(dòng)物模型、糖尿病致病動(dòng)物模型、代謝疾病的動(dòng)物模型、乙型肝炎的土撥鼠及基因轉(zhuǎn)殖鼠模型等。

（3）肝癌、肺癌、高遺傳、創(chuàng)新研發(fā)、ELSI五組研究成果

a.乙型肝炎病毒的HBx基因參與活化：男性荷爾蒙信息傳遞路徑，經(jīng)由活化基因的表現(xiàn)，可能增加肝細(xì)胞的癌化能力。未來將有可能就此信息傳遞路徑，發(fā)現(xiàn)肝癌的重要標(biāo)靶分子，而應(yīng)用于臨床預(yù)防或治療上。

b.完成臺灣肝癌病患（約800例）臨床數(shù)據(jù)及組織樣本的合成網(wǎng)創(chuàng)設(shè)，提供肝癌研究的共同資源庫。

c.完成臺灣人體肺癌病患臨床數(shù)據(jù)庫、組織、血液檢體的收集，提供肺癌相關(guān)研究學(xué)者的研究共同資源。此外，發(fā)現(xiàn)的致病或轉(zhuǎn)移因子，可應(yīng)用于肺癌診斷、治療、或預(yù)后評估等。

d.抑癌基因HLJ1的發(fā)現(xiàn)：抑癌基因（HLJ1）可預(yù)測肺癌病人存活及復(fù)發(fā)，本研究發(fā)現(xiàn)可應(yīng)用于臨床檢驗(yàn)試劑、藥物開發(fā)與生物技術(shù)服務(wù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)。

三、核心研究設(shè)施的建設(shè)及相關(guān)產(chǎn)學(xué)合作計(jì)劃

基因組醫(yī)學(xué)“國家型”科技計(jì)劃在管理過程中還增加考慮了相關(guān)核心設(shè)施的統(tǒng)一建設(shè)管理，以及促進(jìn)產(chǎn)學(xué)合作。

本計(jì)劃開始后就規(guī)劃了相關(guān)核心研究設(shè)施的建設(shè)問題，對研究項(xiàng)目所需購置的高速、貴重儀器進(jìn)行“整合資源”和“統(tǒng)一管理”，解決了重復(fù)購置、人員與管理等問題。為基因組研究所需的核心設(shè)施涵蓋的領(lǐng)域包括了以下五項(xiàng)：動(dòng)物疾病模型、表現(xiàn)型鑒定及造影核心設(shè)施，臨床樣品研究與組織庫，基礎(chǔ)基因組研究設(shè)施，蛋白組血與結(jié)構(gòu)基因組研究設(shè)施，生物信息核心設(shè)施。

在本計(jì)劃執(zhí)行過程中，還在產(chǎn)學(xué)合作方面特別加以推動(dòng)。如：符合臺灣生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)所需并且具有商品化潛力的技術(shù)和產(chǎn)品，包括藥品、疫苗、檢驗(yàn)試劑、生物醫(yī)藥技術(shù)、基因治療方法、保健食品開發(fā)及基因咨詢服務(wù)等；促進(jìn)臺灣生物技術(shù)信息發(fā)展的產(chǎn)業(yè)；辦理產(chǎn)學(xué)合作計(jì)劃的審查及后續(xù)項(xiàng)目追蹤管理和考核；促進(jìn)參與產(chǎn)學(xué)合作廠商對相關(guān)法規(guī)與知識產(chǎn)權(quán)的了解，利用產(chǎn)學(xué)說明會(huì)開展產(chǎn)學(xué)合作輔導(dǎo)；協(xié)助導(dǎo)入核心研究設(shè)施至產(chǎn)業(yè)界，提高業(yè)界的生物技術(shù)研發(fā)水平；協(xié)助推廣本計(jì)劃產(chǎn)生的優(yōu)秀研究成果，營造學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界對話機(jī)會(huì)，扶助研究計(jì)劃主持人所屬機(jī)構(gòu)申請與獲得專利，協(xié)調(diào)與產(chǎn)業(yè)界完成技術(shù)轉(zhuǎn)讓事宜并建立與相關(guān)部會(huì)的良好合作與互動(dòng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 羅勇.臺灣科技計(jì)劃的管理及其特點(diǎn)分析[J].科技管理研究， 2013（22）： 38-42

[2] 基因組醫(yī)學(xué)“國家型”科技計(jì)劃[EB]，http：//nrpgm.sinica.edu.tw/content.php？cat=agtc，（2013.1.10）

篇10

后基因組時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)提供了豐富的生物信息資源，網(wǎng)絡(luò)資源已成為教學(xué)內(nèi)容必要的補(bǔ)充。筆者結(jié)合免疫學(xué)知識的講授，介紹相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)免疫數(shù)據(jù)庫page=immunology)。網(wǎng)絡(luò)資源的利用，延伸了課堂教學(xué)，開闊學(xué)生的學(xué)習(xí)思路，培養(yǎng)學(xué)生的參與意識。例如，在介紹免疫分子的同時(shí)，介紹國際免疫遺傳信息系統(tǒng)，IMGT，)［12］。這是一個(gè)綜合性免疫學(xué)數(shù)據(jù)庫，收集了人和其它脊椎動(dòng)物的免疫球蛋白(Ig)、T細(xì)胞受體(TCR)、主要組織相容性復(fù)合體(Majorhistocompatibilitycomplex，MHC)、免疫球蛋白超家族(IgSF)、HMC超家族(MhcSF)、免疫系統(tǒng)相關(guān)蛋白。筆者讓學(xué)生在課后練習(xí)通過搜索IMGT結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫，獲得Ig和MHC的二級與三級結(jié)構(gòu)圖、Ig-抗原肽復(fù)合物和MHC-抗原肽復(fù)合物的三級結(jié)構(gòu)圖。通過這些練習(xí)，幫助學(xué)生認(rèn)識免疫分子如何與抗原相互作用。又如，講抗原表位時(shí)，介紹了一些免疫表位數(shù)據(jù)庫如免疫表位數(shù)據(jù)庫。IEDB數(shù)據(jù)庫不僅收集了已發(fā)現(xiàn)的所有B細(xì)胞表位和T細(xì)胞表位，而且提供免疫表位預(yù)測與分析服務(wù)。表位的準(zhǔn)確預(yù)測對獲取基于表位的高效抗體至關(guān)重要。筆者讓學(xué)生在課后用IEDB網(wǎng)站預(yù)測蛋白質(zhì)抗原表位。

免疫學(xué)原來很精彩

免疫學(xué)具有一定的理論深?yuàn)W性、抽象性，素來被學(xué)生認(rèn)為比較難學(xué)。后基因組學(xué)內(nèi)容的補(bǔ)充，無疑使學(xué)生對免疫學(xué)的理解更加困難。照本宣科式的講授方式是后基因組時(shí)代免疫學(xué)教學(xué)方法中的大忌。筆者通過采用講故事、形象化講解、探索過程的介紹、將免疫學(xué)知識與日常生活中的事物關(guān)聯(lián)等方式，激發(fā)學(xué)生對免疫學(xué)知識的學(xué)習(xí)興趣和對免疫學(xué)研究的激情，并加深學(xué)生對免疫學(xué)知識的理解。同時(shí)，注重學(xué)生科學(xué)精神的培養(yǎng)與科學(xué)素養(yǎng)的提高。講故事式授課筆者在授課時(shí)，采用類似講故事的方式，以環(huán)環(huán)相扣的問題引出各種涉及到課堂教學(xué)的內(nèi)容。這些問題猶如一個(gè)個(gè)懸念，使學(xué)生聽起來有所期待，并激發(fā)他們思考。這種不斷提問、循序深入的方式增加了師生之間的互動(dòng)和交流，緩解了以往填鴨式教學(xué)造成的學(xué)生課堂注意力無法持續(xù)集中、易疲倦的心理狀態(tài)。下面以MHC為例說明。MHC是免疫學(xué)中難以理解但非常重要的概念。筆者在授課時(shí)將MHC的發(fā)現(xiàn)、生理功能、結(jié)構(gòu)的研究等內(nèi)容以時(shí)間為主線，采取講故事的方式講授MHC。早在20世紀(jì)初就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)組織不相容現(xiàn)象，即同一種屬不同個(gè)體間組織移植會(huì)產(chǎn)生排斥反應(yīng)。那么，MHC基因是如何發(fā)現(xiàn)的?MHC基因的發(fā)現(xiàn)，得益于免疫遺傳學(xué)的發(fā)展。1936年，P．Gorer在小鼠移植瘤研究中發(fā)現(xiàn)了血型抗原Ⅱ，并發(fā)現(xiàn)該抗原與移植瘤移植排斥反應(yīng)有關(guān)。Gorer將該抗原稱為H-2抗原。1948年，G．C．Snell發(fā)明了人工培育同類系小鼠(Congenicmice)的方法，并用同類系小鼠確定了小鼠MHC基因座在染色體上的位置。不久，Gorer從英國Lister研究所不遠(yuǎn)萬里來到Snell所在的美國緬因州Jackson實(shí)驗(yàn)室，利用Jackson實(shí)驗(yàn)室提供的近交系小鼠(Inbredmice)確定了H-2基因座在染色體上的位置。Snell意外地發(fā)現(xiàn)，小鼠MHC基因座與H-2抗原的基因座竟然是一樣的，因此稱小鼠主要組織相容性基因座為H-2。1958年，J．Dausset在人白細(xì)胞上發(fā)現(xiàn)了與小鼠H-2具有同樣功能的人類的白細(xì)胞抗原，并命名人MHC為人白細(xì)胞抗原(Humanleukocyteantigen，HLA)。介紹MHC的發(fā)現(xiàn)后，順理成章地介紹小鼠及人的MHC的分布、結(jié)構(gòu)、定位、遺傳特點(diǎn)。MHC是在組織器官移植的研究中發(fā)現(xiàn)的，但是組織器官移植是一種非自然現(xiàn)象，那么，MHC的生理功能究竟是什么呢?MHC基因復(fù)合體在適應(yīng)性免疫應(yīng)答中起重要作用。MHC遞呈抗原肽激活T細(xì)胞的證據(jù)，最初來自于B．Benacerraf的研究。1963年，Benacerraf發(fā)現(xiàn)了免疫應(yīng)答的基因(Immuneresponsegenes，Irgenes)。Ir基因與MHC基因座緊密連鎖，并編碼Ⅱ類H-2分子的α和β鏈。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)Ir基因參與向輔T細(xì)胞遞呈抗原，并在輔T－B細(xì)胞相互作用中發(fā)揮重要的作用。此外，MHC對細(xì)胞毒性T細(xì)胞(CytotoxicTlymphocyte，CTL)的抗原識別功能起限制性作用，稱為MHC自身限制性。那么MHC自身限制性是如何發(fā)現(xiàn)的呢?1974年，兩位博士后研究員R．M．Zinkernagel和P．C．Doherty在澳大利亞國立大學(xué)Curtin醫(yī)學(xué)院邂逅相遇，因興趣相投，決定合作研究T細(xì)胞對病毒的特異性。他們發(fā)現(xiàn)病毒感染小鼠后，激活的CTL不能殺傷未感染或被不同病毒感染的小鼠。此外還意外發(fā)現(xiàn)CTL只能殺傷帶有相同H-2單體型的病毒感染細(xì)胞，而不能殺死感染同一種病毒但帶有不同H-2單體型的靶細(xì)胞。這是由于H-2基因型控制了T細(xì)胞的抗原特異性。那么，MHC的特異性是如何決定的呢?1987年，P．J．Bjorkman等首先借助X射線晶體衍射技術(shù)弄清了人Ⅰ型MHC分子HLA-A2的立體結(jié)構(gòu)。例如，在介紹抗體之前，先介紹抗體研究過程中一系列震撼人心的發(fā)現(xiàn):1890年，E．A．vonBehring成功用含有抗白喉毒素的動(dòng)物血清治療白喉，開創(chuàng)現(xiàn)代血清療法的先河;1897年，P．Ehrlich提出了抗體與抗原相互作用的側(cè)鏈理論假說;20世紀(jì)20年代，M．Heidelberger和O．Avery發(fā)現(xiàn)抗體是蛋白質(zhì)及抗原能被抗體沉淀;1937年，A．Tiselius發(fā)明了電泳技術(shù)，并通過電泳方法證明了抗體活性是存在于丙種球蛋白(γ球蛋白);1948，A．Fagreaus發(fā)現(xiàn)抗體是由B細(xì)胞產(chǎn)生的;1957年，F(xiàn)．Burnet提出了抗體形成的克隆選擇學(xué)說;1959年，G．Edelman和R．Porter解析了抗體的基本結(jié)構(gòu);1975年，S．Tonegawa從基因水平闡明抗體多樣性的遺傳學(xué)基礎(chǔ);C．Milstein和G．Kohler發(fā)明了單克隆抗體技術(shù)，證實(shí)了Burnet的一個(gè)細(xì)胞克隆產(chǎn)生一種特異性抗體的假說。這些重大事件，見證了人們對抗體認(rèn)識的不斷深化、不斷完善的過程。圍繞這些重大發(fā)現(xiàn)，我們不光看到了大師們敏銳的觀察力、豐富的想象力、強(qiáng)烈的懷疑和批判精神、震撼的創(chuàng)造力，也看到了大師們的冒險(xiǎn)與探索精神。正是通過無數(shù)次艱難的探索，才建立了免疫學(xué)完整的知識體系，并造就了免疫學(xué)研究的輝煌。筆者認(rèn)為，傳授科學(xué)知識固然重要，但介紹人類探索科學(xué)奧秘的過程也非常重要。因?yàn)橥ㄟ^介紹知識探求過程，可以讓學(xué)生感知科學(xué)探索歷程的艱辛與漫長，對培養(yǎng)學(xué)生探索和創(chuàng)新精神、提高科學(xué)素養(yǎng)有積極作用。在講免疫學(xué)知識探索過程時(shí)，還介紹了獲得諾貝爾獎(jiǎng)的免疫學(xué)研究成果。自從1901年Behring第一個(gè)獲得免疫學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)到2011年B．A．Beutler，J．A．Hoffmann和R．M．Steinman獲得第111界諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，免疫學(xué)研究一共創(chuàng)紀(jì)錄地十七次獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。通過介紹免疫學(xué)領(lǐng)域諾貝爾獎(jiǎng)獲得者及其主要成果，讓學(xué)生了解免疫學(xué)的探索是一個(gè)充滿巨大挑戰(zhàn)與機(jī)會(huì)的領(lǐng)域，同時(shí)讓學(xué)生感受到探索科學(xué)奧秘的樂趣和喜悅，從而激勵(lì)學(xué)生從事免疫學(xué)研究的激情。與日常生活關(guān)聯(lián)對與日常生活相關(guān)的知識，學(xué)生自然感到比較貼近，學(xué)起來也有興趣。因此，授課時(shí)，注重將免疫學(xué)知識與學(xué)生生活實(shí)際相關(guān)聯(lián)。這是比較容易做到的，因?yàn)闆]有一門基礎(chǔ)課像免疫學(xué)那樣與人體的健康密切相關(guān)。例如，免疫細(xì)胞的介紹比較枯燥無味。為了提高興趣，介紹血常規(guī)化驗(yàn)單，讓學(xué)生明白掌握免疫細(xì)胞的分類與功能對看懂血常規(guī)化驗(yàn)單有幫助。又如，介紹Ⅱ型超敏反應(yīng)前，先提出:新生兒黃疸與新生兒溶血癥是怎么回事?并指出，要揭開新生兒溶血癥的秘密需要學(xué)習(xí)Ⅱ型超敏反應(yīng)發(fā)生機(jī)制。又如，如果直接介紹MHC，學(xué)生可能會(huì)感到陌生，但對器官移植的排斥反應(yīng)比較熟悉。因此在講MHC前，先提問:器官移植的排斥反應(yīng)是怎么回事?并指出接下來講授的內(nèi)容就是為了幫助學(xué)生從理論上理解這個(gè)現(xiàn)象。這樣，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)MHC的興趣。

小結(jié)